مدل‌سازي تغييرات عمقي كربنات كلسيم معادل خاك با استفاده از الگوريتم‌هاي يادگيري ماشين در دشت قزوين

كربنات كلسيم معادل يكي از ويژگي هاي كليدي خاك هاي مناطق خشك و نيمه‌خشك است كه بررسي تغييرات سطحي و عمقي آن از اهميت ويژه اي در بهره برداري پايدار از خاك هاي زراعي برخوردار است. هدف از اين تحقيق مدل‌سازي مكاني كربنات كلسيم معادل (CCE) در پنج عمق استاندارد 10060، 6030، 3015، 155 و 50 سانتي متر متناظر با پروژه جهاني نقشه خاك با استفاده از سه الگوريتم يادگيري ماشين جنگل تصادفي (RF)، رگرسيون درخت تصميم (DTr) و kنزديك‌ترين همسايگي (kNN) بود. مطالعات ميداني و آزمايشگاهي شامل حفر 278 خاكرخ، نمونه برداري و انجام تجزيه هاي فيزيكوشيميايي موردنظر بود. متغيرهاي كمكي شامل مشتقات مدل رقومي ارتفاع، شاخص هاي سنجش‌ازدور، داده هاي اقليمي و خاك بودند كه انتخاب دسته مناسب‌ آن‌ها با استفاده از روش تجزيه مؤلفه‌هاي اصلي (PCA) و نظر كارشناس انجام گرديد. همسان سازي مقادير CCE در اعماق استاندارد به‌وسيله تابع عمق اسپيلاين اجرا گرديد. بر اساس روش PCA در مؤلفه‌هاي اول تا پنجم با توجيه بيش از 80% واريانس تجمعي، متغيرهاي كمكي شاخص همواري دره با وضوح مكاني بالا (MrVBF)، ميانگين دماي سالانه (MAT)، شاخص سبزينگي (Greenness)، احتمال افق كلسيك (Cal.hr) و شاخص اثر باد (Wind Effect) و براساس نظر كارشناس، درصد رس (Clay) انتخاب گرديدند. الگوريتم RF در مقايسه با دو الگوريتم ديگر (DTr،kNN) با دامنه مقادير R2 برابر 0/83 – 0/76 و RMSE برابر 2/14-3/21 درصد بالاترين ميزان دقت و حداقل خطا را ارائه نمود. در سه عمق سطحي تغييرات مكاني CCE متأثر از متغير Clay بود، در حالي‌كه در اعماق زيرين Cal.hr مهم‌ترين فاكتور پيش بيني كننده آن بود. به‌طوركلي استفاده از رويكردهاي نوين نقشه برداري در تهيه نقشه CCE به دليل تأثير اين ويژگي بر روي قابليت دسترسي رطوبت خاك و جذب عناصر غذايي توسط گياهان بسيار كاربردي است.