كارآيي فن آوري مجاورت سنجي به منظور برآورد مقادير سيلت در خاك هاي استان مازندران

مقدمه و هدف: سيلت از مهمترين اجزاي بافت بوده كه بطور مستقيم در فرآيند فرسايش خاك دخيل است و در بسيار از پروژه هاي مديريت فرسايش و حفاظت خاك، بايد مد نظر قرار گيرد. مطالعۀ اين جزء خاك، با استفاده از روش هاي سنتي و مرسوم آزمايشگاهي، در مقياس وسيع، مستلزم صرف وقت، هزينه و انرژي بالايي مي باشد. امرزوه، با استفاده از روش هاي نوين همچون فن آوري طيف سنجي، مي توان با سرعت بيشتر و صرف هزينه و وقت كمتر، به بررسي اجزاي خاك پرداخت. پژوهش حاضر قصد دارد به مطالعۀ رفتارهاي طيفي اجزاي سيلت خاك در استان مازندران با استفاده از فن آوري طيف سنجي بازتابي، بپردازد. مواد و روش ها: بدين ترتيب، مجموع 128 نمونۀ خاك از عمق 20 سانتي متري سطح خاك، بر اساس روش نمونه برداري طبقه بندي شدۀ تصادفي (SRS) و نيز با كمك اطلاعات جانبي همچون: زمين شناسي، كاربري اراضي، نقشۀ راه ها، و خاك شناسي استان، جمع آوري شد. در ابتدا، مجموع نمونه ها به دو قسمت: براي ايجاد مدل (واسنجي) و براي صحت سنجي مستقل (اعتبارسنجي)، تقسيم شدند. با بهره گيري از تحليل چندمتغيرۀ رگرسيون حداقل مربعات جزئي (PLSR) و بر اساس تكنيك اعتبارسنجي متقاطع (CV)، و عمليات پيش پردازش ابرطيفي همچون: ميانگين گيري (كاهش- داده هاي- طيفي)، الگوريتم هاي هموارسازي و مشتق اول طيفي (1st D) بر اساس الگوريتم ساويتسكي-گولاي (SGA)؛ علائم طيفي و دامنه هاي بازتابي مختص اجزاي سيلت، مشخص گرديد. يافته ها: بررسي علائم و رفتارهاي طيفي ذرات سيلت، بر اساس عمليات مدل سازي بر مبناي الگوريتم PLS به انجام رسيد. مدل نهايي با تعداد 4 فاكتور پنهان (LFs) با اين مشخصات كاليبره شد، RC: 0/55، RMSEC: 8/31 %، RPDC تقريبي 1/20، و نيز RPIQC تقريبي 1/71، كه به عنوان مطلوب ترين مدل جهت برآورد مقادير سيلت خاك هاي استان مازندران، شناخته شد. نتايج، نشان دهندۀ توانايي مدل در تخمين مقادير سيلت منطقه بوده است كه در ادامه، دامنه هاي طيفي مؤثر در بررسي اجزاي سيلت، نيز آشكارسازي شده و مشخص گرديد. ضرايب همبستگي مقادير سيلت با دامنه هاي طيفي مؤثر نيز بدين ترتيب محاسبه شدند: UV 390 نانومتر: 0/27، Vis 680 نانومتر: 0/31، NIR 970 الي 990 نانومتر: 0/32، SWIR: باندهاي 1400 الي 1410 نانومتر: 0/34، 1910 الي 1930 نانومتر: 0/38، 2200 الي 2210 نانومتر: 0/39، 2340 الي 2350 نانومتر: 0/41 و نيز در آخر، براي باندهاي 2430 الي 2460 نانومتر: 0/43 محاسبه گرديد. باندهاي طيفي تعيين شده با بيشترين مقادير همبستگي (R(CCmax))، حاكي از نفوذ و تأثير بالاي آن ها به عنوان متغيرهاي مستقل تخمين گر، در فرآيند مدلينگ پارامتر سيلت در استان مازندران، بوده اند. در نهايت، قابليت فن آوري مجاورت سنجي بازتابي پراكنشي مرئي-مادون قرمز نزديك (VNIR-PS)، در بررسي اجزاي سيلت در منطقه به اثبات رسيد. نتيجه گيري: در اين شيوه، علاوه بر فرآيند مدل سازي، دامنه ها و باندهاي طيفي بارز تحت اثر سيلت مشخص گرديد كه مي تواند به عنوان مبنايي جهت بررسي مقادير سيلت در مقياس بسيار وسيع، با عمليات بيش مقياس سازي توسط داده هاي ابرطيفي هوايي- ماهواره اي، مورد استفاده قرار گيرد. همچنين، اين امر نشان دهندۀ اهميت فن آوري طيف سنجي بازتابش خاك، به عنوان پايه اي در آشكارسازي و تشخيص طول موج هاي طيفي مفيد و نيز ايجاد مدل، جهت استفادۀ آن در داده هاي دورسنجي ماهواره اي مي باشد. همچنين، توصيه مي شود براي بهبود كيفيت مدل، از داده هايي با ضريب تغييرات بالاتر و نيز رنج بيشتر استفاده گردد تا الگوريتم pls بتواند به طور بهتري عمل كند.