مدلسازی و نقشهبرداری شوری و رطوبت خاک با استفاده از سنجش از دور طیفی و راداری
نویسندگان
1 دانشگاه یزد
2 دانشگاه یزد
3 دانشگاه یزد
doi
10.30466/asr.2022.121258چکیده
شوری خاک ناشی از فرآیندهای طبیعی یا انسانی و یک خطر عمده زیست محیطی میباشد. همچنین کمبود رطوبت خاک که تأثیر منفی بر فعالیتهای کشاورزی در مناطق کوهستانی که اکثر آب و هوای نیمه مرطوب میگذارنند دارد. هدف اصلی این تحقیق نقشهبرداری از شوری و رطوبت خاک واقع در قسمت غرب دریاچه ارومیه در کشور ایران با استفاده از تصاویر ماهوارههای سنتینل 1 و 2 همراه با پنج الگوریتم شبکه عصبی میباشد. مدلهای یادگیری، شبکههای عصبی چند لایه (MLP-NN)، عملکرد تابش پایه شعاعی (RBF-NN)، فرآیندهای گاوسی (GP)، رگرسیون بردار پشتیبان (SVR) و جنگلهای تصادفی (RF) میباشند. ابتدا با استفاده از الگوریتمهای مختلف شاخصهای مختلف شوری و رطوبت خاک بدست آورده شدند. سپس با استفاده از 60 نمونه خاک که از عمق 5 تا 15 سانتیمتری خاک در طول بررسی میدانی در تاریخ 18/06/1398 همراه با زمان تصویر برداری سنتینل 1 و 2 برداشت شد، دقتسنجی انجام گرفت. در شاخصهای شوری خاک مورد استفاده در تصاویر اپتیکی شاخص Salinity index با 96/0 R2= شاخص بهینه برای برآورد شوری خاک با توجه به مقایسه با دادههای زمینی بود. شاخص NDWI نیز برای برآورد رطوبت در تصاویر اپتیکی بادقت 0.89 دارای بالاترین میزان دقت در شاخصهای مورد استفاده این پژوهش بوده است. میزان دقت برآورد رطوبت و شوری خاک در تصاویر رادار به ترتیب 80/0 R2= و 89/0 R2= بوده است. عملکرد پنج الگوریتم برای مدل سازی نیز با استفاده از خطای میانگین مربعات (RMSE) و ضریب همبستگی (R2) ارزیابی و مقایسه شد. نتایج نشان دادند که مدل GP بالاترین عملکرد پیشبینی ( RMSE = 2و 82/0 R2=) را نسبت به سایر مدلهای یادگیری ماشین مورد استفاده در این تحقیق داشته است.