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.
مجید دانش؛ روشنک درویشزاده؛ علیاکبر نوروزی
دوره 8، شماره 1 ، بهمن 1395، ، صفحه 71-94
چکیده
بخش رس از مهمترین اجزای بافت خاک است که در عملیات مدلسازی زیستمحیطی2 و پهنهبندی رقومی خاک3 بسیار مورد توجه است. ازآنجاکه این ویژگی از تغییرپذیریهای مکانی4 تأثیر میپذیرد، تشخیص و پهنهبندی و پایش این پارامتر، در مقیاس وسیع و با روشهای نمونهبرداری سنتی و تحلیل آزمایشگاهی معمول، بسیار هزینهبر و وقتگیر است. بنابراین، تقاضا ...
بیشتر
بخش رس از مهمترین اجزای بافت خاک است که در عملیات مدلسازی زیستمحیطی2 و پهنهبندی رقومی خاک3 بسیار مورد توجه است. ازآنجاکه این ویژگی از تغییرپذیریهای مکانی4 تأثیر میپذیرد، تشخیص و پهنهبندی و پایش این پارامتر، در مقیاس وسیع و با روشهای نمونهبرداری سنتی و تحلیل آزمایشگاهی معمول، بسیار هزینهبر و وقتگیر است. بنابراین، تقاضا برای بررسی اینگونه اطلاعات با کیفیت خوب، هزینۀ کم و قدرت تفکیک (مکانی) مناسب، در مباحث و زمینههایی همچون کشاورزی دقیق5 (PA) و برنامهریزی اراضی6 (LP) بسیار زیاد شده است. با ظهور طیفسنجی ابرطیفی آزمایشگاهی (LDRS) که براساس ارتعاشات بنیادین7 (FVs)، علائم ترکیبی8 و فرعی9 حاصل از گروههای عاملی10 به تشخیص و بررسی اجزای خاک میپردازد، روزنهای در بررسی این پارامتر خاک ایجاد کرده است. طی تحقیق حاضر، از طیفسنجی بازتابی مجاورتی11 (PSS) برای بررسی مقادیر رس در قسمتهایی از استان مازندران استفاده شده است. بدین ترتیب، مجموع 128 نمونه از عمق 20 سانتیمتری سطح خاک و براساس روش نمونهبرداری طبقهبندیشدۀ تصادفی12 (SRS) و نیز با کمک اطلاعات جانبی همچون: زمینشناسی، کاربری اراضی، نقشۀ راهها، و خاکشناسی استان جمعآوری شد. در ابتدا، مجموع نمونهها به دو قسمت تقسیم شد: 96 نمونه برای ایجاد مدل (عملیات واسنجی13) و 32 نمونه برای اعتبارسنجی مستقل14 آن. با بهرهگیری از تحلیل رگرسیون چندمتغیرۀ 15PLSR و براساس تکنیک اعتبارسنجی متقاطع به روش حذف تکی16 (LOOCV) و عملیات پیشپردازشی17 چون: میانگینگیری18 (روش کاهش دادههای ابرطیفی19)، هموارسازی و مشتق اول طیفی براساس الگوریتم ساویتسکی- گولای20، درنهایت مدل کالیبراسیون با چهار فاکتور21 (LFs)، با RMSEC حدود 55/9 و R2C حدود 73/0 و نیز RPDC تقریبی 94/1 و RPIQC تقریبی 19/3 (ست کالیبراسیون)، بهمنزلۀ مطلوبترین مدل جهت برآورد مقادیر رس منطقۀ مورد مطالعه، شناخته شد که نتایج حاکی از توانایی مناسب مدل در برآورد رس منطقه بوده است. درنهایت، قابلیت فناوری طیفسنجی بازتابی پراکنشی مرئی-فروسرخ نزدیک22 (VNIR-DRS)، در بررسی اجزای رسی منطقه، به اثبات رسید. همچنین، میشود این مدل و نیز دامنههای طیفی مؤثر بهدستآمده را جهت بررسی مقادیر رس در مقیاس بسیار وسیع، با عملیات بیشمقیاسسازی23 بهوسیلۀ دادههای ابرطیفی هوایی-ماهوارهای، مبنا قرار داد. این امر نشاندهندۀ اهمیت ابرطیفسنجی آزمایشگاهی، همچون پایهای برای تشخیص باندهای طیفی مفید و نیز ایجاد مدل جهت استفادۀ آن در دورسنجی ابرطیفی است.