پديد آورندگان :
رسولي، نجمه دانشگاه شهيد باهنر كرمان - دانشكده كشاورزي - گروه علوم و مهندسي خاك , هادي فرپور، محمد دانشگاه شهيد باهنر كرمان - دانشكده كشاورزي - گروه علوم و مهندسي خاك , خياميم، فاطمه دانشگاه صنعتي اصفهان - دانشكده كشاورزي - گروه خاكشناسي , رنجبر، حجت الله دانشگاه شهيد باهنر كرمان - دانشكده فني و مهندسي - گروه مهندسي معدن
كليدواژه :
اعتبار سنجي , پيش پردازش طيفي , رگرسيون حداقل مربعات جزئي , طيف سنجي انعكاسي , طيف سنجي مرئي – مادون قرمز , ويژگي هاي خاك
چكيده فارسي :
تكنيك طيف‌سنجي مرئي- مادون قرمز نزديك روشي غير‌مخرب، سريع، ارزان و داراي حداقل آماده‌سازي نمونه به منظور برآورد خصوصيات خاك و بدون ضرر براي محيط زيست محسوب مي‌گردد. با توجه به اينكه مطالعات اندكي در رابطه با كاربرد اين روش در تعيين ويژگيهاي خاكهاي كشورمان انجام شده است، اين مطالعه با هدف ارزيابي روش طيف‌سنجي انعكاسي در برآورد برخي خصوصيات خاك در منطقه بردسير در استان كرمان انجام شد. تعداد 150 نمونه مركب خاك سطحي، از چهار كاربري مختلف از عمق 20-0 سانتي‌متري جمع‌آوري گرديد و مقادير كربن آلي، درصد‌آهك، درصد شن، درصد سيلت و درصد رس وpH خاك با روش‌هاي استاندارد آزمايشگاهي اندازه‌گيري شد. طيف‌سنجي انعكاسي نمونه‌هاي هوا خشك شده تحت شرايط كنترل شده آزمايشگاهي، با استفاده از دستگاه طيفسنج زميني در محدوده طول موج 2500-350 نانومتر انجام شد. پس از ثبت طيف‌ها، انواع روش‌هاي پيش‌پردازش مورد ارزيابي قرار گرفت. واسنجي بين داده‌هاي طيفي و آزمايشگاهي به روش اعتبار‌سنجي متقابل با استفاده از مدل رگرسيون حداقل مربعات جزئي انجام شد. نتايج نشان داد كه مقادير ضريب تبيين براي كربن آلي، آهك، درصد شن، درصد سيلت، درصد رس و pH به ترتيب 0/68، 0/62، 0/64، 0/66، 0/3 و 0/01 مي‌باشد. با توجه به مقادير RPD(Ratio of Prediction to Deviation)، پيش‌بيني مدل براي درصد شن و سيلت كاملاً مناسب براي كربن آلي و آهك مناسب و براي درصد رس و pH ضعيف مي‌باشد. بهترين روش پيش‌پردازش براي كربن آلي متغير نرمال استاندارد(SNV) و براي آهك، درصد شن و درصد سيلت روش مشتق اول به همراه فيلتر ساويتزكي و گلاي تعيين گرديد. نتايج بر قابليت تكنيك طيف‌سنجي مرئي- مادون قرمز در تخمين مكاني چندين ويژگي خاك به صورت همزمان، دلالت دارد. لذا اين روش مي‌تواند به عنوان روشي جايگزين براي روش‌هاي مرسوم آزمايشگاهي در تعيين برخي ويژگيهاي خاك مطرح باشد.
چكيده لاتين :
Soil spectroscopy in the visible and near infrared (Vis-NIR) range has widely
been used as a rapid, cost-effective, and non-destructive technique to predict
soil properties. Since little data is available about soil properties determined by
using this technique, the present research was carried out to evaluate the
efficiency of Vis-NIR spectroscopy to estimate several soil properties in
Bardsir area, Kerman Province. About 150 complex surface soil samples were
collected from four different land uses from depth of 0-20 cm. Soil organic
carbon, equivalent calcium carbonate, pH, and the amount of silt, clay and sand
particles were measured by routine laboratory methods. Reflectance spectra
were obtained from air-dried samples under controlled laboratory conditions
using an ASD FieldSpec Pro spectroradiometer in 350-2500 nm wavelength
range. Partial least squares regression was used for calibration of spectral and
laboratory data using cross validation. Coefficient of variation for organic
carbon, equivalent calcium carbonate, sand, silt, clay, and pH values were 0.68,
0.62, 0.64, 0.66, 0.3, and 0.01, respectively. Based on RPD values (Ratio of
Prediction to Deviation), the precision of the prediction model for sand and silt
contents was quite suitable, and for organic carbon and equivalent calcium
carbonate it was suitable. However, the predictions of the model for clay
content and pH were poor. Furthermore, standard normal variate (SNV) was the
best pre-processing method to predict organic carbon, whereas, first derivative
with SG smoothing (FD-SG) showed better estimation for carbonate, sand, and
silt. Consequently, Vis-NIR spectroscopy is capable of predicting several soil
properties at the same time. As the model accuracy is acceptable, it has the
potential to substitute conventional laboratory analyses of selected soil
properties.
