Mapping crop evapotranspiration with high-resolution imagery and meteorological data: insights into sustainable agriculture in Prince Edward Island
Notice bibliographique
Résumé
Soil moisture variability caused by soil erosion, weather extremes, and spatial variations in soil health is a limiting factor for crop growth and productivity. Crop evapotranspiration (ET) is significant for irrigation water management systems. The variability in crop water requirements at various growth stages is a common concern at a global level. In Canada’s Prince Edward Island (PEI), where agriculture is particularly prominent, this concern is predominantly evident. The island’s most prominent business, agriculture, finds it challenging to predict agricultural water needs due to shifting climate extremes, weather patterns, and precipitation patterns. Thus, accurate estimations for irrigation water requirements are essential for water conservation and precision farming. This work used a satellite-based normalized difference vegetation index (NDVI) technique to simulate the crop coefficient (Kc) and crop evapotranspiration (ETc) for field-scale potato cultivation at various crop growth stages for the growing seasons of 2021 and 2022. The standard FAO Penman–Monteith equation was used to estimate the reference evapotranspiration (ETr) using weather data from the nearest weather stations. The findings showed a statistically significant (p < 0.05) positive association between NDVI and tabulated Kc values extracted from all three satellites (Landsat 8, Sentinel-2A, and Planet) for the 2021 season. However, the correlation weakened in the subsequent year, particularly for Sentinel-2A and Planet data, while the association with Landsat 8 data became statistically insignificant (p > 0.05). Sentinel-2A outperformed Landsat 8 and Planet overall. The Kc values peaked at the halfway stage, fell before the maturity period, and were at their lowest at the start of the season. A similar pattern was observed for ETc (mm/day), which peaked at midseason and decreased with each developmental stage of the potato crop. Similar trends were observed for ETc (mm/day), which peaked at the mid-stage with mean values of 4.0 (2021) and 3.7 (2022), was the lowest in the initial phase with mean values of 1.8 (2021) and 1.5 (2022), and grew with each developmental stage of the potato crop. The study’s ET maps show how agricultural water use varies throughout a growing season. Farmers in Prince Edward Island may find the applied technique helpful in creating sustainable growth plans at different phases of crop development. Integrating high-resolution imagery with soil health, yield mapping, and crop growth parameters can help develop a decision support system to tailor sustainable management practices to improve profit margins, crop yield, and quality.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».