مدلسازی و پیشبینی مکانی کلاس خاک با استفاده از الگوریتم یادگیری رگرسیون درختی توسعهیافته و جنگل-های تصادفی در بخشی از اراضی دشت قزوین
نویسندگان
1 عضو هیأت علمی گروه مهندسی علوم خاک، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران
2 گروه علوم ومهندسی خاک، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، ایران
3 دانشجوی دکتری،گروه علوم ومهندسی خاک،پردیس کشاورزی ومنابع طبیعی، دانشگاه تهران
doi
10.22059/ijswr.2019.280905.668198چکیده
انتخاب متغیرهای کمکی مناسب در روشهای یادگیرنده ماشینی جهت نقشهبرداری رقومی خاک از اهمیت ویژهای برخوردار است. طی سالهای اخیر در ایران استفاده از الگوریتمهای یادگیرنده در نقشهبرداری رقومی و بهنگام سازی نقشههای قدیمی توسعه یافته است. پژوهش حاضر در بخشی از اراضی دشت قزوین با هدف مقایسه جنگلهای تصادفی (RF) و رگرسیون درختی توسعهیافته (BRT) در پیشبینی مکانی کلاسهای زیرگروه و فامیل خاک بهمراه انتخاب متغیرهای کمکی با استفاده از شاخص تورم واریانس انجام شده است. 61 خاکرخ به روش نمونهبرداری تصادفی طبقهبندیشده حفر، تشریح و با تجزیهوتحلیل آزمایشگاهی تا سطح فامیل ردهبندی گردید. مناسبترین متغیرهای محیطی از میان 15 متغیر ژئومورفومتری و شاخصهای سنجش از دور با استفاده از فاکتور تورم واریانس انتخاب گردیدند. مدلسازی رابطه خاک – زمیننما در دو سطح زیرگروه و فامیل خاک با استفاده از دو الگوریتم یادگیرنده RF و BRT در نرمافزار RStudio بر اساس دو بسته "Randomforest" و "C5.0" اجرا گردید. نتایج انتخاب متغیرهای محیطی نشان داد که شش متغیر CHA،DEM ، STH، NDVI، SI و DVI بهعنوان متغیر ورودی انتخاب گردیدند. شاخصهای ارزیابی مدلها شامل صحت کلی و شاخص کاپا به ترتیب برای الگوریتم BRT، 35، 26 درصد و برای الگوریتم RF،70، 60 درصد در سطح فامیل خاک حاصل گردید. آنالیز حساسیت برمبنای شاخص میانگین حداقل صحت نشان داد که متغیر محیطی مساحت حوزه آبخیز اصلاحشده دارای بیشترین اهمیت نسبی در میان متغیرهای انتخاب شده است. بهطورکلی با استفاده از رویکردهای نوین انتخاب متغیر و الگوریتمهای یادگیرنده مؤثر میتوان نقشهی پراکنش مکانی خاکها را حتی در نواحی با پستیوبلندی کم با صحت قابلقبول تهیه نمود.