import streamlit as st import ee import pandas as pd import folium from streamlit_folium import st_folium import os from datetime import datetime, timedelta # --- پیکربندی --- SERVICE_ACCOUNT_FILE = 'ee-esmaeilkiani13877-cfdea6eaf411 (4).json' # مسیر فایل کلید خود را وارد کنید # KHUZESTAN_ROI = ee.Geometry.Rectangle([47.5, 30.0, 50.5, 32.5]) # دیگر استفاده نمی‌شود اگر محاسبات بر اساس هندسه مزرعه است @st.cache_resource def initialize_gee(): try: # اگر ee_initialized هنوز در وضعیت جلسه نیست یا مقدار آن False است، سعی در مقداردهی اولیه کن if not st.session_state.get('ee_initialized', False): if not os.path.exists(SERVICE_ACCOUNT_FILE): st.error(f"خطا: فایل Service Account در مسیر '{SERVICE_ACCOUNT_FILE}' یافت نشد.") st.session_state.ee_initialized = False # st.stop() # در صورت نیاز به توقف کامل برنامه return False # بازگشت وضعیت ناموفق credentials = ee.ServiceAccountCredentials(None, key_file=SERVICE_ACCOUNT_FILE) ee.Initialize(credentials=credentials, opt_url='https://earthengine-highvolume.googleapis.com') st.session_state.ee_initialized = True st.success("اتصال به Google Earth Engine با موفقیت انجام شد.") return st.session_state.get('ee_initialized', False) # بازگشت وضعیت فعلی مقداردهی اولیه except Exception as e: st.error(f"خطا در اتصال به GEE: {e}") st.session_state.ee_initialized = False # اطمینان از تنظیم وضعیت در صورت بروز هرگونه خطا return False # --- بارگذاری داده‌های مزارع از GEE (بدون تغییر نسبت به نسخه قبلی شما) --- @st.cache_data(show_spinner="در حال بارگذاری داده‌های مزارع از GEE...") def load_farm_data_from_gee(): if not st.session_state.get('ee_initialized', False): # بررسی صریح مقدار True st.warning("GEE مقداردهی اولیه نشده است.") return pd.DataFrame() try: farms_fc = ee.FeatureCollection("projects/ee-esmaeilkiani13877/assets/Croplogging-Farm") features = farms_fc.getInfo()['features'] farm_records = [] for f in features: props = f['properties'] geom = f['geometry'] ee_geom = None if geom['type'] == 'Polygon': ee_geom = ee.Geometry.Polygon(geom['coordinates']) elif geom['type'] == 'MultiPolygon': ee_geom = ee.Geometry.MultiPolygon(geom['coordinates']) centroid_lon, centroid_lat = None, None if ee_geom: try: centroid = ee_geom.centroid(maxError=1).getInfo()['coordinates'] centroid_lon, centroid_lat = centroid[0], centroid[1] except Exception: pass area_ha = None if ee_geom: try: area_m2 = ee_geom.area(maxError=1).getInfo() if area_m2 is not None: area_ha = area_m2 / 10000.0 except Exception: area_ha = props.get('Area') else: area_ha = props.get('Area') farm_records.append({ 'مزرعه': props.get('farm', ''), 'گروه': props.get('group', ''), 'واریته': props.get('Variety', ''), 'سن': props.get('Age', ''), 'مساحت (هکتار)': area_ha, 'روز': props.get('Day', ''), 'Field': props.get('Field', ''), 'ee_geometry': ee_geom, 'مرکز طول جغرافیایی': centroid_lon, 'مرکز عرض جغرافیایی': centroid_lat, }) df = pd.DataFrame(farm_records) df['مساحت (هکتار)'] = pd.to_numeric(df['مساحت (هکتار)'], errors='coerce') return df except Exception as e: st.error(f"خطا در بارگذاری داده‌های مزارع از GEE: {e}") return pd.DataFrame() # --- توابع واکشی داده از GEE --- @st.cache_data(show_spinner="در حال واکشی داده‌های تبخیر و تعرق از GEE...") def get_et_data(_farm_geometry, start_date_str, end_date_str): if not st.session_state.get('ee_initialized', False) or not _farm_geometry: return None, None, None try: et_collection = ee.ImageCollection('MODIS/061/MOD16A2GF').select('ET', 'PET') filtered_et = et_collection.filterDate(start_date_str, end_date_str) # بررسی اندازه کالکشن ET قبل از .mean() و .clip() if filtered_et.size().getInfo() == 0: st.warning(f"داده تبخیر و تعرق (ET/PET) برای بازه {start_date_str} تا {end_date_str} یافت نشد.") return None, None, None mean_et_image_clipped = filtered_et.mean().clip(_farm_geometry) stats = mean_et_image_clipped.reduceRegion( reducer=ee.Reducer.mean(), geometry=_farm_geometry, scale=500, maxPixels=1e9 ).getInfo() et_kg_m2_8day = stats.get('ET') pet_kg_m2_8day = stats.get('PET') farm_actual_et_mm_day = (et_kg_m2_8day / 8) if et_kg_m2_8day is not None else None reference_et0_mm_day = (pet_kg_m2_8day / 8) if pet_kg_m2_8day is not None else None # اطمینان از وجود باندها قبل از انتخاب if not mean_et_image_clipped.bandNames().getInfo(): # اگر هیچ باندی وجود نداشته باشد return farm_actual_et_mm_day, reference_et0_mm_day, None return farm_actual_et_mm_day, reference_et0_mm_day, mean_et_image_clipped.select('ET') except ee.EEException as e: # خطاهای خاص GEE st.error(f"خطای Google Earth Engine در واکشی داده‌های ET: {e}") return None, None, None except Exception as e: # سایر خطاها st.error(f"خطای عمومی در واکشی داده‌های ET: {e}") return None, None, None # --- تابع واکشی رطوبت خاک (اصلاح شده) --- @st.cache_data(show_spinner="در حال واکشی داده‌های رطوبت خاک از GEE...") def get_soil_moisture_data(_farm_geometry, date_str): if not st.session_state.get('ee_initialized', False) or not _farm_geometry: st.warning("GEE مقداردهی اولیه نشده یا هندسه مزرعه نامعتبر است (برای رطوبت خاک).") return None try: sm_collection = ee.ImageCollection('NASA_USDA/HSL/SMAP_soil_moisture').select(['ssm', 'susm']) ee_date = ee.Date(date_str) filtered_collection = sm_collection.filterDate(ee_date.advance(-2, 'day'), ee_date.advance(2, 'day')) # --- بررسی کلیدی: ابتدا اندازه کالکشن فیلتر شده را بررسی کنید --- collection_size = filtered_collection.size().getInfo() if collection_size == 0: st.warning(f"داده رطوبت خاک برای تاریخ نزدیک به {date_str} یافت نشد (هیچ تصویری در بازه زمانی موجود نیست).") return None # اگر کالکشن خالی نیست، اولین (جدیدترین) تصویر را بگیرید image = filtered_collection.sort('system:time_start', False).first() # در این مرحله، 'image' یک شیء ee.Image است. # بررسی اینکه آیا تصویر واقعاً باند داده‌ای دارد (برای اطمینان بیشتر). band_names = image.bandNames().getInfo() # .getInfo() برای اجرای سمت سرور و دریافت نتیجه if not band_names: # اگر لیست نام باندها خالی باشد st.warning(f"تصویر رطوبت خاک برای تاریخ {date_str} یافت شد اما فاقد باند داده است.") return None return image.clip(_farm_geometry) except ee.EEException as e: st.error(f"خطای Google Earth Engine در هنگام واکشی داده‌های رطوبت خاک: {e}") if "Parameter 'image' is required and may not be null" in str(e) or "Image.load: Image asset not found" in str(e) : st.error("توضیح بیشتر: این خطا نشان می‌دهد که شیء تصویر مورد استفاده GEE نامعتبر یا تهی بوده است، یا داده‌ای برای تاریخ مورد نظر یافت نشده است.") return None except Exception as e: st.error(f"خطای عمومی (غیر GEE) در واکشی داده‌های رطوبت خاک: {e}") return None # --- محاسبه نیاز آبی (بدون تغییر) --- def calculate_water_needs(et0_mm_day, kc, area_ha, irrigation_efficiency=0.7): if et0_mm_day is None or kc is None or area_ha is None or pd.isna(area_ha): return None, None, None etc_mm_day = kc * et0_mm_day nir_mm_day = etc_mm_day gir_mm_day = nir_mm_day / irrigation_efficiency if irrigation_efficiency > 0 else nir_mm_day daily_volume_m3 = gir_mm_day * area_ha * 10 return etc_mm_day, gir_mm_day, daily_volume_m3 # --- برنامه زمان‌بندی آبیاری (بدون تغییر) --- def get_irrigation_parameters(farm_info, et0_mm_day_for_kc_estimation): age_months_str = farm_info.get('سن') try: age_months = float(age_months_str) if age_months_str else 0 except ValueError: age_months = 0 kc_sugarcane = 0.4 if 0 <= age_months <= 1: kc_sugarcane = 0.35 elif 1 < age_months <= 3: kc_sugarcane = 0.5 elif 3 < age_months <= 5: kc_sugarcane = 0.85 elif 5 < age_months <= 9: kc_sugarcane = 1.20 elif 9 < age_months <= 11: kc_sugarcane = 1.00 elif 11 < age_months <= 13: kc_sugarcane = 0.75 return kc_sugarcane def get_irrigation_schedule_text(etc_mm_day, soil_water_holding_capacity_mm=150, mad_percentage=0.5, irrigation_efficiency=0.7): if etc_mm_day is None or etc_mm_day <= 0: return "نیاز به اطلاعات $ET_c$ معتبر (بیشتر از صفر) برای برنامه‌ریزی.", None, None readily_available_water_mm = soil_water_holding_capacity_mm * mad_percentage irrigation_interval_days = readily_available_water_mm / etc_mm_day irrigation_interval_days = round(max(1, irrigation_interval_days)) net_water_per_irrigation_mm = etc_mm_day * irrigation_interval_days gross_water_per_irrigation_mm = net_water_per_irrigation_mm / irrigation_efficiency if irrigation_efficiency > 0 else net_water_per_irrigation_mm schedule_info = ( f"با توجه به $ET_c = {etc_mm_day:.2f}$ mm/day:\n" f"- دور آبیاری پیشنهادی: هر **{irrigation_interval_days}** روز.\n" f"- مقدار آب خالص مورد نیاز در هر نوبت: **{net_water_per_irrigation_mm:.2f}** میلی‌متر.\n" f"- مقدار آب کل مورد نیاز در هر نوبت (با راندمان {irrigation_efficiency*100:.0f}%): **{gross_water_per_irrigation_mm:.2f}** میلی‌متر." ) return schedule_info, irrigation_interval_days, gross_water_per_irrigation_mm # --- تابع نمایش نقشه (بدون تغییر قابل توجه، اما بررسی vis_params مهم است) --- def create_ee_map(ee_image_object, center_lat, center_lon, farm_name, zoom_level=12, vis_params=None): if not ee_image_object: return None if center_lat is None or center_lon is None: st.warning(f"مختصات مرکز برای مزرعه {farm_name} موجود نیست. نقشه نمایش داده نمی‌شود.") return None m = folium.Map(location=[center_lat, center_lon], zoom_start=zoom_level, tiles="OpenStreetMap") # اطمینان از اینکه ee_image_object دارای باند است قبل از تلاش برای تعیین vis_params خودکار if not ee_image_object.bandNames().getInfo(): st.warning(f"تصویر GEE برای {farm_name} فاقد باند است و قابل نمایش روی نقشه نیست.") return None # یا یک نقشه خالی برگردانید # استفاده از vis_params پیش‌فرض اگر چیزی ارائه نشده باشد if vis_params is None: vis_params = {'min': 0, 'max': 1000, 'palette': ['blue', 'yellow', 'red']} # پالت بسیار عمومی try: first_band = ee_image_object.bandNames().getInfo()[0] geometry_for_stats = ee_image_object.geometry() if geometry_for_stats.coordinates().size().getInfo() > 0 : min_val_info = ee_image_object.select(first_band).reduceRegion( reducer=ee.Reducer.min(), geometry=geometry_for_stats, scale=30, maxPixels=1e9 ).get(first_band).getInfo() max_val_info = ee_image_object.select(first_band).reduceRegion( reducer=ee.Reducer.max(), geometry=geometry_for_stats, scale=30, maxPixels=1e9 ).get(first_band).getInfo() if min_val_info is not None and max_val_info is not None and min_val_info < max_val_info: vis_params = {'min': min_val_info, 'max': max_val_info, 'palette': ['#fde725', '#5ec962', '#21918c', '#3b528b', '#440154']} except Exception: pass # اگر تعیین خودکار ناموفق بود، از پیش‌فرض استفاده می‌شود try: tile_url = ee_image_object.getMapId(vis_params)['tile_fetcher'].url_format folium.TileLayer( tiles=tile_url, attr=f'Google Earth Engine - {farm_name}', name='EE Image Layer', overlay=True, control=True ).add_to(m) folium.LayerControl().add_to(m) except Exception as e: st.error(f"خطا در افزودن لایه GEE به نقشه برای {farm_name}: {e}") return None return m # --- Streamlit App (بخش UI بدون تغییرات عمده نسبت به قبل) --- st.set_page_config(layout="wide", page_title="محاسبه و برنامه‌ریزی آبیاری مزارع") st.title("سامانه هوشمند مدیریت آبیاری مزارع") st.subheader("ویژه مزارع نیشکر شرکت دهخدا، خوزستان") st.markdown("---") if initialize_gee(): farm_data_df = load_farm_data_from_gee() if not farm_data_df.empty: st.sidebar.header("انتخاب مزرعه") farm_names = sorted(farm_data_df['مزرعه'].unique().tolist()) selected_farm_name = st.sidebar.selectbox("انتخاب مزرعه:", farm_names) selected_farm_info = farm_data_df[farm_data_df['مزرعه'] == selected_farm_name].iloc[0] farm_ee_geometry = selected_farm_info['ee_geometry'] farm_area_ha = selected_farm_info['مساحت (هکتار)'] farm_variety = selected_farm_info['واریته'] farm_age = selected_farm_info['سن'] farm_centroid_lat = selected_farm_info['مرکز عرض جغرافیایی'] farm_centroid_lon = selected_farm_info['مرکز طول جغرافیایی'] st.header(f"اطلاعات و محاسبات برای مزرعه: {selected_farm_name}") col_info1, col_info2, col_info3 = st.columns(3) with col_info1: st.metric("واریته", farm_variety if farm_variety else "نامشخص") with col_info2: st.metric("سن تقریبی (ماه)", str(farm_age) if farm_age else "نامشخص") with col_info3: st.metric("مساحت (هکتار)", f"{farm_area_ha:.2f}" if pd.notna(farm_area_ha) else "نامشخص") st.markdown("#### تنظیم پارامترهای ورودی") col_param1, col_param2, col_param3 = st.columns(3) with col_param1: default_et_end_date = datetime.today() - timedelta(days=1) default_et_start_date = default_et_end_date - timedelta(days=7) start_date = st.date_input("تاریخ شروع دوره ET:", default_et_start_date, key="et_start") end_date = st.date_input("تاریخ پایان دوره ET:", default_et_end_date, key="et_end") with col_param2: sm_date = st.date_input("تاریخ برای رطوبت خاک:", datetime.today() - timedelta(days=1), key="sm_date") irrigation_efficiency = st.slider("راندمان آبیاری کل مزرعه:", 0.1, 1.0, 0.7, 0.05, key="irrig_eff") with col_param3: suggested_kc = get_irrigation_parameters(selected_farm_info, None) kc_value = st.number_input( f"ضریب گیاهی ($K_c$) (پیشنهادی: {suggested_kc:.2f}):", min_value=0.1, max_value=2.5, value=suggested_kc, step=0.05, key="kc_val", help=f"بر اساس سن تقریبی {farm_age} ماه و واریته {farm_variety}. در صورت نیاز اصلاح کنید." ) if start_date > end_date: st.error("تاریخ شروع دوره ET نمی‌تواند بعد از تاریخ پایان آن باشد.") else: start_date_str = start_date.strftime('%Y-%m-%d') end_date_str = end_date.strftime('%Y-%m-%d') sm_date_str = sm_date.strftime('%Y-%m-%d') st.markdown("---") st.subheader(f"نتایج محاسبات نیاز آبی (دوره {start_date_str} تا {end_date_str})") if farm_ee_geometry and pd.notna(farm_area_ha): farm_actual_et_mm_day, reference_et0_mm_day, et_image_for_map = get_et_data(farm_ee_geometry, start_date_str, end_date_str) col_metric1, col_metric2, col_metric3 = st.columns(3) if farm_actual_et_mm_day is not None: col_metric1.metric("ET واقعی مزرعه (MODIS)", f"{farm_actual_et_mm_day:.2f} mm/day", help="میانگین تبخیر و تعرق واقعی برآورد شده از تصاویر MODIS برای این مزرعه در دوره مشخص شده.") else: col_metric1.warning("ET واقعی مزرعه در دسترس نیست.") if reference_et0_mm_day is not None: col_metric2.metric(" $ET_0$ مرجع (MODIS PET)", f"{reference_et0_mm_day:.2f} mm/day", help="میانگین تبخیر و تعرق مرجع (پتانسیل) برآورد شده از تصاویر MODIS PET برای این مزرعه در دوره مشخص شده.") etc_mm_day, gir_mm_day, daily_volume_m3 = calculate_water_needs(reference_et0_mm_day, kc_value, farm_area_ha, irrigation_efficiency) if etc_mm_day is not None: col_metric3.metric("$ET_c$ محاسبه شده گیاه", f"{etc_mm_day:.2f} mm/day", help=f"$K_c \\times ET_0 = {kc_value:.2f} \\times {reference_et0_mm_day:.2f}$") st.success(f"**نیاز آبی گیاه ($ET_c$): {etc_mm_day:.2f} mm/day** | **نیاز آبی کل ($GIR$): {gir_mm_day:.2f} mm/day** | **حجم آب روزانه مورد نیاز: {daily_volume_m3:.1f} متر مکعب**") st.markdown("#### برنامه زمان‌بندی آبیاری (پیشنهادی)") col_sched1, col_sched2 = st.columns(2) with col_sched1: soil_capacity = st.number_input("ظرفیت نگهداری آب خاک در منطقه ریشه (mm):", value=120, min_value=20, max_value=300, step=10, key="soil_cap") with col_sched2: mad_percent = st.slider("درصد تخلیه مجاز رطوبت (MAD):", 0.1, 0.8, 0.5, 0.05, key="mad", help="مثلاً 0.5 یعنی 50% تخلیه مجاز است.") schedule_text, _, _ = get_irrigation_schedule_text(etc_mm_day, soil_capacity, mad_percent, irrigation_efficiency) st.info(schedule_text) else: st.warning("امکان محاسبه $ET_c$ و نیاز آبی وجود ندارد. مقادیر $ET_0$ یا $K_c$ معتبر نیستند.") else: col_metric2.warning("$ET_0$ مرجع در دسترس نیست.") st.warning(f"داده‌های تبخیر و تعرق مرجع ($ET_0$) برای دوره انتخاب شده یافت نشد یا خطایی رخ داده است.") st.markdown("---") st.subheader("نقشه‌های ماهواره‌ای") tab1, tab2 = st.tabs(["نقشه ET واقعی مزرعه", "نقشه رطوبت خاک"]) with tab1: st.markdown(f"**نمایش میانگین تبخیر و تعرق واقعی (ET) برای مزرعه {selected_farm_name} ({start_date_str} تا {end_date_str})**") if et_image_for_map and farm_centroid_lat and farm_centroid_lon: et_vis_params = {'min': 0, 'max': 10, 'palette': ['#ffffcc', '#c7e9b4', '#7fcdbb', '#41b6c4', '#2c7fb8', '#253494']} et_map = create_ee_map(et_image_for_map, farm_centroid_lat, farm_centroid_lon, selected_farm_name, zoom_level=15, vis_params=et_vis_params) if et_map: st_folium(et_map, width=None, height=500, returned_objects=[]) else: st.warning("نقشه تبخیر و تعرق واقعی قابل نمایش نیست.") else: st.info("داده‌های ET واقعی برای نمایش روی نقشه آماده نیست (ممکن است تصویری در بازه زمانی یافت نشده باشد) یا مرکز مزرعه مشخص نیست.") with tab2: st.markdown(f"**نمایش رطوبت سطحی خاک (SSM) برای مزرعه {selected_farm_name} (نزدیک به تاریخ {sm_date_str})**") soil_moisture_image = get_soil_moisture_data(farm_ee_geometry, sm_date_str) # فراخوانی تابع اصلاح شده if soil_moisture_image and farm_centroid_lat and farm_centroid_lon: sm_vis_params = {'bands': ['ssm'], 'min': 0.0, 'max': 40.0, 'palette': ['#feebe2','#fbb4b9','#f768a1','#c51b8a','#7a0177']} sm_map = create_ee_map(soil_moisture_image, farm_centroid_lat, farm_centroid_lon, selected_farm_name, zoom_level=15, vis_params=sm_vis_params) if sm_map: st_folium(sm_map, width=None, height=500, returned_objects=[]) else: st.warning("نقشه رطوبت خاک قابل نمایش نیست.") else: st.info(f"داده‌های رطوبت خاک برای تاریخ {sm_date_str} یافت نشد یا برای نمایش روی نقشه آماده نیست یا مرکز مزرعه مشخص نیست.") else: st.error(f"اطلاعات هندسی یا مساحت برای مزرعه {selected_farm_name} یافت نشد. امکان انجام محاسبات و نمایش نقشه وجود ندارد.") elif st.session_state.get('ee_initialized', False): # اگر GEE وصل است ولی داده مزرعه خالی است st.error("داده‌های مزارع بارگذاری نشدند یا خالی هستند. لطفاً FeatureCollection خود را در GEE و مسیر فایل کلید بررسی کنید.") else: # اگر GEE مقداردهی اولیه نشده است st.warning("اتصال به Google Earth Engine برقرار نشد. لطفاً ابتدا از صحت مسیر فایل Service Account اطمینان حاصل کرده و منتظر اتصال بمانید یا صفحه را مجدداً بارگذاری کنید.") st.sidebar.markdown("---") st.sidebar.info("توسعه داده شده با Streamlit و Google Earth Engine") st.sidebar.info(f"تاریخ اجرا: {datetime.now().strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S')}")