حمید رضا متین فر؛ علی اکبر شمسی پور؛ حدیث صادقی
چکیده
پوشش گیاهی نقش مهمی در حفاظت از منابع آب و خاک، تثبیت کربن و بهبود کیفیت هوا دارد. در زاگرس میانی، پوشش گیاهی جنگلی و مرتعی و تأثیر آن در حفاظت از منابع خاک و آب و پایداری فعالیت‌های اقتصادی، دارای اهمیت بسیار است. در این پژوهش، با استفاده از پلتفرم گوگل ارث انجین و تصاویر ماهوارة لندست– 7، خشکسالی زاگرس میانی (استان لرستان) با ...
بیشتر
پوشش گیاهی نقش مهمی در حفاظت از منابع آب و خاک، تثبیت کربن و بهبود کیفیت هوا دارد. در زاگرس میانی، پوشش گیاهی جنگلی و مرتعی و تأثیر آن در حفاظت از منابع خاک و آب و پایداری فعالیت‌های اقتصادی، دارای اهمیت بسیار است. در این پژوهش، با استفاده از پلتفرم گوگل ارث انجین و تصاویر ماهوارة لندست– 7، خشکسالی زاگرس میانی (استان لرستان) با شاخص‌های گیاهی NDVI، SAVI و VCI و همچنین شاخص خشکسالی هواشناسیSPI ، متعلق به دورة آماری 2020-2000 پایش شد. برای محاسبة شاخص SPI از داده‌های بارش نُه ایستگاه هواشناسی سینوپتیک، با پراکنش مکانی مناسب و طول دورة آماری (2020-2000) استفاده شد و پردازش‌ها در نرم‌افزار DPI انجام شد. به‌منظور محاسبة شاخص‌های گیاهی، ابتدا تمامی تصاویر ماهواره‌ای تصحیح‌هندسی‌شدة سنجندة ETM+ ماهوارة لندست برای استان لرستان، متعلق به هر سال، فراخوانی شد. در این مرحله، به‌طور متوسط درمورد هر سال 52 تصویر فراخوانی شد. سپس تصاویر با پوشش ابری کمتر از 5% انتخاب و پردازش شدند. نتایج شاخص VCI نشان داد منطقة مورد مطالعه، در طول دورة آماری 2020-2000، اغلب تحت تأثیر خشکسالی خفیف بوده و بین سال‌های مورد مطالعه، در سال 2008، بیشترین میزان مساحت خشکسالی مربوط به طبقة متوسط را با 6/5880 هکتار، دارا بوده است. نتایج شاخص SPI نشان داد در سال 2010 خشکسالی متوسط، در سال‌های 2008 و 2017 خشکسالی شدید، در 2006 ترسالی ملایم و سال 2019 ترسالی شدید رخ داده است. نتایج شاخص‌های NDVI و SAVI نیز گویای افزایش طبقات پوشش گیاهی تنک و مناطق فاقد پوشش گیاهی، به‌ترتیب، 1/331679 و 115164 هکتار و کاهش پوشش گیاهی نرمال و متراکم، به‌ترتیب، 7/446160 و 4/682 هکتار در سال 2008، در قیاس با سال‌های 2006 و 2007 بود. براساس نتایج، هر سه شاخص مورد بررسی شرایط مساعد پوشش گیاهی و ترسالی اکولوژیک در سال‌های 2016، 2019 و 2020 به‌دست آمد. بیشترین میزان این هماهنگی میان خشکسالی هواشناسی SPI و شاخص‌های گیاهی در سال‌های 2008 و 2010 و تاحدودی ترسالی سال 2019 مشاهده شد. به‌طور کلی، نتایج نشان می‌دهد که افزایش یا کاهش پوشش گیاهی می‌تواند ناشی از رخداد یا نبود خشکسالی باشد؛ ضمن آنکه دیگر عوامل، مانند تغییرات کاربری اراضی نیز، باید درنظر گرفته شود.
علیرضا ظهیر نیا؛ حمید رضا متین فر؛ حسینعلی بهرامی
چکیده
کربن آلی نقشی حیاتی در پایداری زیست‌محیطی, شاخص کیفیت و سلامت خاک دارد؛ بنابراین شناسایی توزیع مکانی ترسیب کربن از الزامات برنامه‌ریزی محیطی و مدیریت خاک است. پژوهش حاضر به‌منظور بررسی میزان ترسیب کربن در کاربری‌های کشت و صنعت نیشکر، کشاورزی سنتی و بایر انجام شد. در هر کاربری، شصت نمونه خاک برداشت و کربن آلی، شوری، آهک، واکنش خاک ...
بیشتر
کربن آلی نقشی حیاتی در پایداری زیست‌محیطی, شاخص کیفیت و سلامت خاک دارد؛ بنابراین شناسایی توزیع مکانی ترسیب کربن از الزامات برنامه‌ریزی محیطی و مدیریت خاک است. پژوهش حاضر به‌منظور بررسی میزان ترسیب کربن در کاربری‌های کشت و صنعت نیشکر، کشاورزی سنتی و بایر انجام شد. در هر کاربری، شصت نمونه خاک برداشت و کربن آلی، شوری، آهک، واکنش خاک و سدیم محلول خاک اندازه‌گیری شد. با استفاده از داده‌های طیفی سنجندة OLI و TIRS ماهوارة لندست 8، مقادیر باندها و شاخص‌های خاکی و پوشش گیاهی شامل NDVI، SAVI، TSAVI، OSAVI، MSAVI، SOCI، WDVI، PVI، RVI و BI در نقاط نمونه‌برداری به‌دست آمد و رابطة بین آنها و مقدار مادة آلی خاک محاسبه شد. نتایج نشان می‌دهد، بیشترین همبستگی را با مقدار مادة آلی خاک به خود اختصاص داده‌اند: در کاربری کشت و صنعت، شاخص SOCI با 30/50% و باند 3 با 82/53%؛ در کشاورزی سنتی، شاخص PVI با همبستگی 35/60% و باند 7 با 63/60%؛ در اراضی بایر، شاخص RVI با همبستگی 27/34% و باند 2 با 67/36%. نتایج تحلیل آماری به‌روش برازش حداقل مربعات جزئی نشان داد میانگین نتایج واسنجی و اعتبارسنجی به‌ترتیب 48/43 و 08/39% است. نتایج برآورد مادة آلی خاک به‌روش کریجینگ و مدل درخت M5 نشان می‌دهد که همبستگی مقادیر مادة آلی اندازه‌گیری و پیش‌بینی‌شده به‌ترتیب 20/66 و 00/82% بود. طبق این نتایج، بین مقادیر مادة آلی خاک و شاخص‌ها و باندهای ماهوارة لندست 8 همبستگی معنی‌داری وجود دارد و می‌توان مقادیر مادة آلی خاک منطقة مورد مطالعه و سایر مناطق دارای شرایط مشابه را با احتمال مورد قبولی تخمین زد.
حمیدرضا متین فر؛ فوزیه کوهنی؛ علی اکبر اصیلیان مهابادی
چکیده
شوری خاک یکی از مشکلات مهم زیست‌محیطی است و شناسایی و پهنه‌‌بندی خاک‌های شور، به‌علت نیاز به نمونه‌برداری و انجام‌دادن آنالیزهای آزمایشگاهی و همچنین تغییرپذیری زمانی و مکانی آن، مشکل است. در سال‌های اخیر استفاده از تصاویر ماهواره‌ای، به‌علت استفادة آسان و توانایی در شناسایی پدیده‌ها، همواره مورد توجه متخصصان قرار گرفته است. ...
بیشتر
شوری خاک یکی از مشکلات مهم زیست‌محیطی است و شناسایی و پهنه‌‌بندی خاک‌های شور، به‌علت نیاز به نمونه‌برداری و انجام‌دادن آنالیزهای آزمایشگاهی و همچنین تغییرپذیری زمانی و مکانی آن، مشکل است. در سال‌های اخیر استفاده از تصاویر ماهواره‌ای، به‌علت استفادة آسان و توانایی در شناسایی پدیده‌ها، همواره مورد توجه متخصصان قرار گرفته است. در این پژوهش، 220 نمونة خاک از منطقة میمة شهرستان دهلران، در جنوب استان ایلام، با توجه به نوع مطالعه و تیپ‌های فیزیوگرافی و واحدهای متشکل خاک‌ها برداشت شد. سپس مقادیر pH و EC با استفاده از روشهای استاندارد اندازه‌گیری شد. ارزیابی مقادیر شوری خاک، با استفاده از روابط همبستگی بین مقادیر هدایت الکتریکی EC حاصل از داده‌های زمینی، با متغیرهای به‌دست‌آمده از تصاویر ماهواره‌ای لندست 8 شامل باندها، شاخص‌های شوری، شاخص‌های پوشش گیاهی و شاخص‌های خاک صورت گرفت. در نهایت، مدل تخمین شوری سطحی خاک با روش رگرسیون گام‌به‌گام به‌دست آمد. این روش شامل انتخاب خودکار متغیرهای مستقل است و با دردسترس‌بودن بسته‌های نرم‌افزاری آماری، انجام‌دادن آن حتی در مدل‌هایی با صدها متغیر امکان‌پذیر است. در مطالعات گذشته، شاخص‌ها و باندها به‌صورت جداگانه و محدود به‌کار رفته‌اند اما، در این مطالعه، سعی شده است از ترکیب شاخص‌های گوناگون استفادة گسترده‌تری شود و در نهایت، با حذف شاخص‌هایی که کمترین تأثیر را در برآورد شوری خاک داشته‌اند، بهترین مدل برآورد شوری برای خاک منطقه پیشنهاد شد. با استفاده از آنالیز سطح معنی‌داری و میزان همبستگی بین خروجی مدل‌ها و داده‌های زمینی، بهترین مدل با مقدار (882/0R2=) انتخاب و نقشة شوری خاک براساس آن تهیه شد. بیشترین مساحت مربوط به کلاس غیرشور است که 75% از کل منطقة مورد مطالعه را شامل می‌شود و حدود 1% از خاک‌های منطقه نیز مربوط به کلاس بسیار شور است. با مقایسة داده‌های حاصل از ماهوارة لندست 8 و به‌کارگیری شاخص‌ها و قراردادن شاخص‌ها در معادلة رگرسیونی گام‌به‌گام، این نتیجه حاصل شد که تصاویر ماهواره‌ای برای ارزیابی شوری خاک منطقه کارآمد است و نتایج حاصل، همبستگی بالایی در سطح 88/0 با داده‌های زمینی دارند.
الهام مهرابی گوهری؛ حمید رضا متین فر؛ اعظم جعفری؛ روح الله تقی زاده مهرجردی؛ فاطمه خیامیم
چکیده
داده‌های طیفی محدوده مرئی – مادون قرمز که با حداقل هزینه و صرف وقت تهیه می‌شوند، کاربرد وسیعی در برآورد خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک دارند. مطالعه حاضر، با هدف بررسی توانایی این روش در برآورد مقدار ماده آلی، کربناتها و درصد گچ سطح خاک صورت پذیرفته است. بر اساس تکنیک هایپرکیوب، محل 115 پروفیل شناسایی و سپس نمونه‌برداری از ...
بیشتر
داده‌های طیفی محدوده مرئی – مادون قرمز که با حداقل هزینه و صرف وقت تهیه می‌شوند، کاربرد وسیعی در برآورد خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک دارند. مطالعه حاضر، با هدف بررسی توانایی این روش در برآورد مقدار ماده آلی، کربناتها و درصد گچ سطح خاک صورت پذیرفته است. بر اساس تکنیک هایپرکیوب، محل 115 پروفیل شناسایی و سپس نمونه‌برداری از افقهای خاک انجام گرفت و مقدار ماده آلی، درصد گچ و آهک خاک نیز با روشهای استاندارد اندازه‌گیری شد. آنالیز طیفی خاک افقهای سطحی مورد نظر با استفاده از دستگاه طیف‌سنج زمینی با دامنه طول موج 400-2500 نانومتر انجام شد(115 نمونه سطحی). پس از ثبت طیف‌ها، انواع روشهای پیشپردازش، مورد ارزیابی قرار گرفت و سپس از رگرسیون حداقل مربعات جزئی (Partial Least Square Regression) و رگرسیون مولفه اصلی((PCR، برای پیش‌بینی پارامترهای مورد نظر استفاده شد. جهت ارزیابی مدل، 80 درصد داده‌ها برای کالیبراسیون مدل و 20 درصد برای صحت‌سنجی مدل، به صورت تصادفی انتخاب شدند. پیش‌پردازش‌های مختلف از جمله مشتق اول و دوم، به همراه فیلتر ساواتزکی و گلای، متغیر نرمال استاندارد و تصحیح پخشیده چندگانه با هم مقایسه شدند. نتایج این بررسی نشان داد بهترین نتایج مدلسازی، مربوط به روش PLSR با پیشپردازش مشتق اول+فیلتر ساویتزکی و گلای برای برآورد گچ، کربنات و ماده آلی خاک است. با توجه به مقادیر درصد انحراف نسبی(RPD)، پیش‌بینی مدل، برای درصد گچ و ماده آلی در کلاس خوب و برای کربناتها در کلاس ضعیف است.
حمیدرضا متین فر؛ حمید محمودزاده؛ آذر فاریابی
دوره 10، شماره 2 ، آذر 1397، ، صفحه 15-32
چکیده
مادة آلی خاک از مهم‌ترین ویژ‌گی‌های فیزیکوشیمیایی خاک است که در تعیین کیفیت و مدیریت آن نقش بسزایی دارد. مقدار کربن آلی خاک دچار تغییرات زمانی و مکانی بالایی می‌شود و بنابراین، تعیین آن در آزمایشگاه هزینه‌بر، مشکل و وقت‌گیر است. طیفسنجی مرئی‌ـ مادون قرمز نزدیک، از نظر کاهش زمان و هزینه، روش توجیه‌پذیری است که برای بررسی کربن ...
بیشتر
مادة آلی خاک از مهم‌ترین ویژ‌گی‌های فیزیکوشیمیایی خاک است که در تعیین کیفیت و مدیریت آن نقش بسزایی دارد. مقدار کربن آلی خاک دچار تغییرات زمانی و مکانی بالایی می‌شود و بنابراین، تعیین آن در آزمایشگاه هزینه‌بر، مشکل و وقت‌گیر است. طیفسنجی مرئی‌ـ مادون قرمز نزدیک، از نظر کاهش زمان و هزینه، روش توجیه‌پذیری است که برای بررسی کربن آلی خاک پیشنهاد شده است. هدف این پژوهش بررسی کربن آلی خاک ازطریق طیفسنجی مرئی‌ـ مادون قرمز نزدیک و برآورد آن با استفاده از مدل‌های آماری، PCA، PLSR و PCR است. برای این منظور، چهل نمونه خاک از عمق صفر تا 30 سانتی‌متری، به‌روش سیستماتیک تصادفی، برمبنای مطالعات پیشین و تعیین طبقات متفاوت خاک‌های منطقه، برداشت شد. تجزیة شیمیایی خاک‌ها طبق روشهای استاندارد صورت گرفت. بازتاب طیفی نمونه‌های خاک در محدودة طیفی ٣٥٠ تا 2500 نانومتر اندازه‌گیری شد و پس از اعمال روشهای پیشپردازش فیلتر ساویتزکی‌ـ گلای، به‌کمک تحلیل مؤلفه‌های اصلی (PCA)، رگرسیون حداقل مربعات جزئی(PLSR) و رگرسیون مؤلفة اصلی (PCR)، کربن آلی خاک برآورد شد. نتایج این پژوهش نشان داد که فیلتر ساویتزکی‌ـ گلای قوی‌ترین روش پیشپردازش داده‌های طیفی بوده است. نتایج مدلسازی به‌روش PLSR نشان داد مقادیر R2، RMSE و RPD در مرحلة اعتبارسنجی، برای پیش‌بینی مادة آلی، به‌ترتیب 85/0، 14/0 و 78/2 بوده درحالی‌که نتایج مدلسازی PCR، برای پارامترهای آماری یادشده، به‌ترتیب 78/0، 19/0 و 05/2 است و دقت بیشتر روش آماری PLSR را، در مقایسه با روش PCR، برای مدلسازی برآورد کربن آلی خاک، می‌رساند. بنابراین، به‌نظر می‌رسد مدل PLSR، برای پیش‌بینی سریع کربن آلی خاک‌های مناطق خشک و نیمه‌خشک، کارآیی و دقت بیشتری داشته باشد.
فاطمه شفیعی خورشیدی؛ عباس علیمحمدی سراب؛ سید کاظم علوی پناه؛ حمیدرضا متین فر؛ مهدی فرخی
دوره 2، شماره 2 ، شهریور 1389
چکیده
در تصاویر با قدرت تفکیک مکانی کم یا متوسط، مانند ETM، پیکسل ها به اندازه ای هستند که پدیده های مختلفی درون یک پیکسل قرار می گیرند و سبب ایجاد پیکسل های مختلط یا ناخالص می شوند. به مظور استخراج اطلاعات از پیکسل های مختلف، به کارگیری روش هایی که توان استخراج اطلاعات دورن پیکسل را داشته باشند، امری لازم و ضروری است. روش تجزیه طیفی از جمله ...
بیشتر
در تصاویر با قدرت تفکیک مکانی کم یا متوسط، مانند ETM، پیکسل ها به اندازه ای هستند که پدیده های مختلفی درون یک پیکسل قرار می گیرند و سبب ایجاد پیکسل های مختلط یا ناخالص می شوند. به مظور استخراج اطلاعات از پیکسل های مختلف، به کارگیری روش هایی که توان استخراج اطلاعات دورن پیکسل را داشته باشند، امری لازم و ضروری است. روش تجزیه طیفی از جمله همین روش هاست. نتایج حاصل از تجزیه طیفی، وابستگی های زیادی به اعصای خالص انتخاب شده دارد. تا کنون روش های فراوانی برای انتخاب اعضای خالص از تصویر ارائه شده اند. در تحقیق حاضر دو روش – (الف) مبتنی بر شناسایی هندسی اجزا (استفاده از تصاویر)، و (ب) تصویر با قدرت تفکیک مکانی بالا (تصاویر IKONO)- برای انتخاب پیکسل های خالص مورد استفاده قرار گرفت و اعضای خالص پوشش گیاهی و اراضی بایر و سطوح نوفذناپذیر از تصویر استخراخ گردیدند. ارزیابی صورت گرفته بر روی نتایج حاصل ار روش های مختلف انتخاب اعضای خالص، نشان می دهد که روش استفاده از تصویر با قدرت تفکیک مکانی بالا - IKONOS- برای انتخاب اعضای خالص سطوح نفوذناپذیر با اختلاف 01/0 و ارضی بایر با اختلاف 02/0 نسبت به تصویر مرجع، نتایج بسیار مناسبی را در مقایسه با روش استفاده از تصویر به همراه داشت. نتایح حاصل از انتخاب اعضای خالص پوشش گیاهی درهر دوروش انتخاب اعضای خالص (با اختلاف 03/0 در تصویر IKONOS و 02/0 نسبت به تصویر مرجع) تقریبا برابر و پذیرفتنی اند.
