تهیه نقشههای سه بعدی توزیع اندازه ذرات نهایی سازنده خاک (بافت خاک) با استفاده از معادلات عمق و شبکههای عصبی مصنوعی
نویسندگان
1 عضو هیات علمی دانشگاه صنعتی خاتم الانبیاء بهبهان
2 استاد گروه مهندسی علوم خاک، دانشگاه تهران
3 گروه مهندسی علوم خاک، دانشکده مهندسی و فناوری کشاورزی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران
4 استادیار دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه اردکان
doi
10.22059/ijswr.2017.61346چکیده
در نقشههای مرسوم معمولا چگونگی تغییرات بافت خاک در فواصل بین نقاط نمونهبرداری نشان داده نمیشود و در این نقشهها و نقشههای رقومی، تغییرات تدریجی بافت خاک با عمق به خوبی قابل پیشبینی نیست. از تکنیک نقشهبرداری رقومی برای تخمین ذرات نهایی سازنده خاک در مکانهای نمونهبرداری نشده و از معادلات عمق خاک برای نشان دادن تغییرات بافت خاک با عمق و تخمین آن در هر عمق دلخواه میتوان استفاده نمود. در این مطالعه در 103 نقطه مشاهداتی واقع در دشت سیلاخور در شمال غرب شهرستان دورود استان لرستان، معادله عمق اسپلاین با سطح برابر بر دادههای سیلت، شن و رس تا عمق یک متری برازش داده شد و مقادیر این اجزاء در پنج عمق استاندارد شامل 5-0، 15-5، 30-15، 60-30 و 100-60 سانتیمتر تخمین زده شد. این اطلاعات با متغیرهای کمکی استخراج شده از تصاویر ETM+سنجندههای ماهواره لندست و مدل رقومی ارتفاعی (DEM) تلفیق و بر اساس روابط بین آنها نقشه پیوسته پیشبینی مقدار اندازه ذرات نهایی سازنده خاک و کلاسهای بافت خاک با استفاده از مدل شبکههای عصبی مصنوعی برای کل منطقه به دست آمد. نتایج تجزیه و تحلیل حساسیت نشان داد اهمیت نسبی دادههای کمکی در پیشبینی بافت خاک برای اجزاء مختلف بافت و در اعماق مختلف متفاوت است. بر طبق نتایج حاصله توانایی شبکههای عصبی در تخمین بافت خاک در لایههای سطحی بیشتر از لایههای پایینی بود. مقادیر R2 برای رس، سیلت و شن از سطح به عمق به ترتیب از 73/0 تا 49/0، از 76/0 تا 43/0 و از 68/0 تا 26/0 به دست آمد. این نتایج در نقشهبرداری رقومی در حد قابل قبولی هستند. افزون بر این، نتایج نشان داد دادههای کمکی مستخرج از تصاویر ماهوارهای در لایههای سطحی و دادههای مستخرج از DEM در لایههای عمقی اهمیت بیشتری در تخمین بافت خاک داشتند.