تهیۀ نقشه‌های سه‌بعدی اجزای بافت خاک با تلفیق الگوریتم جنگل رگرسیونی چندکی و تابع عمق اسپیلاین در استان گلستان

نویسندگان

1 گروه علوم خاک-دانشکده ی مهندسی آب و خاک-دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

2 گروه علوم خاک، دانشکده مهندسی آب و خاک، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، ایران

3 تحقیقات خاک و آب، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی گلستان، گرگان

4 گروه علوم خاک، دانشکده مهندسی آب و خاک، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان. ایران.

doi
10.22059/ijswr.2023.366978.669594
چکیده

امروزه نیاز روزافزونی به اطلاعات مکانی پیوسته و کمی خاک در راستای مدل‌سازی و مدیریت محیطی، به‌ویژه در مقیاس ملی وجود دارد. این مطالعه با هدف پیش‌بینی نسبت اندازه ذرات خاک (PSF) در بخشی از اراضی استان گلستان با استفاده از تلفیق مدل جنگل رگرسیونی چندکی (QRF) و تابع اسپیلاین انجام شد. تابع عمق اسپیلاین با مساحت برابر برای تخمین PSFs در پنج عمق خاک (0-25، 25-50، 50-75، 75-100، و 100-125 سانتی‌متر) به داده‌های 105 خاکرخ از بانک اطلاعات دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان برازش داده شد. متغیرهای کمکی اولیه در این تحقیق شامل 22 متغیر محیطی مشتق شده از DEM، 15 شاخص سنجش از دور از ماهواره لندست هفت سنجنده ETM+، نقشه‌های عمق ایستابی (پیزومتری) و بارندگی بودند. بر اساس روش تجزیه مؤلفه‌های اصلی (PCA)، 15متغیر انتخاب و وارد فرآیند مدل‌سازی اجزای بافت خاک (رس، سیلت و شن) شدند. عملکرد مدل QRF با استفاده از آماره‌های ضریب تبیین (R2)، ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE)، و قدر مطلق میانگین خطا (MAE) مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد میزان ضریب تببین برای رس، سیلت، و شن در عمق‌های مختلف به ترتیب از 12/0 تا 22/0، 07/0 تا 30/0، و 07/0 تا 28/0 متغیر بود. همچنین اهمیت نسبی متغیر‌های محیطی نشان داد بارندگی (میانگین سی‌ساله)، عمق ایستابی (میانگین ده‌ساله)، B3/B7 و شاخص عمق دره، مهمترین پارامترهای کنترل‌کنندۀ اجزای بافت خاک در تحقیق حاضر بودند. به منظور بهبود عملکرد مدل و نتایج اعتبارسنجی نیاز به پرداختن به برخی عدم قطعیت‌های ساختاری در این مطالعه وجود دارد.