بررسي امكان‌پذيري برآورد مواد آلي خاك با استفاده از تصاوير ابرطيفي هايپريون در مناطق ايوانكي و اروميه

Investigation on feasibility of estimating soil organic matter using Hyperion hyperspectral imagery in Ivanekey and Urmia

ماده آلي خاك يكي از حياتي ­ترين خصوصيات فيزيكي و شيميايي خاك است كه ميزان دي ­اكسيدكربن هوا و گرمايش جهاني را تعديل و نقش مهمي را در تشكيل خاكدانه طي مرحله خاكدانه­ سازي خاك ايفا مي­ كند. به علاوه، ماده آلي خاك به طرز چشمگيري شرايط فيزيكي خاك را طي مدت زمان طولاني بهبود مي­ بخشد. هدف از انجام پژوهش حاضر، مقايسه چهار مدل آماري رايج، دستيابي به مدلي بهينه براي برآورد مواد آلي خاك در منطقه ايوانكي و صحت‌سنجي دقيق­ترين مدل تخميني مواد آلي خاك در منطقه نيمه‌خشك ديگري در دشت اروميه مي­ باشد كه اطلاع از ميزان آن تاثير قابل توجهي بر مديريت خاك­ هاي مناطق خشك و نيمه‌خشك به‌دليل فقير بودن از اين ماده خواهد گذاشت. بدين منظور، از تصاوير ماهواره­ اي هايپريون منطقه ايوانكي براي ايجاد ارتباط بين تصاوير باندهاي ماهواره و ميزان مواد آلي مناطق نيمه‌خشك با مدل­ هاي SWR ،MinR ،PLS و PCA استفاده شد و سپس با 23 نمونه دشت اروميه صحت‌سنجي شد. نتايج پژوهش نشان داد كه مدل­ هاي MinR و PCA از دقت كافي برخوردار نبوده و مدل­ هاي SWR و PLS بيشترين دقت را با R2 به‌ترتيب 0.69 و 0.66 و RMSE برابر با 0.18 در برآورد مواد آلي منطقه كسب نمودند. همچنين، نتايج نشان داد كه ارتباط تنگاتنگي بين مواد آلي خاك و محدوده طيفي قرمز و مادون قرمز كوتاه وجود دارد.

Soil Organic Matter (SOM) is one of the most vital components in soil solid phase and plays an important role in soil aggregation. SOM considerably improves soil physical conditions during long time. Moreover, knowing the SOM content of arid and semi-arid areas could significantly affect the soil management in such SOM-lacking regions. The objective of this research was to compare four common statistical models with the purpose of acheiving the best model for estimating the SOM in Ivanekey and test the obtained model in another semi-arid area of Urmia plain. Two Hyperion images were collected for Ivanekey and Urmia plain which were used to identify the relationship between spectral bands and SOM by applying SWR, MinR, PLSR and PCA models. Models were calibrated by Ivanekey Hyperion images and verified by nine Ivanekey and 23 Urmia random samples. Results indicated that MinR and PCA models do not have reasonable accuracy, but SWR and PLSR can provide the highest accuracy with the same RMSE value of 0.18, and R2 of 0.69 and 0.66, respectively. It is also demonstrated that there is a close relation between SOM and Red and Short Wave Infra Red spectral regions.