ریز مقیاس‌سازی نقشه‌های رقومی برخی از ویژگی‌های سطحی خاک (مطالعه ی موردی: حوضه ی آبخیز مرک، استان کرمانشاه)

نقشه‌های رقومی خاک با قدرت تفکیک مکانی ریز، یکی از نیازهای اساسی کاربران و برنامه‌ریزان بخش کشاورزی، سابقه و هدف: یکی از نیازهای اساسی کاربران و برنامه‌ریزان بخش کشاورزی، منابع طبیعی و محیط زیست نقشه‌ی رقومی ویژگی-های خاک با قدرت تفکیک مکانی ریز است. اما در کشور، از یک-سو با کمبود چنین داده‌هائی مواجه هستیم و از سوی دیگر تهیه این گونه داده بسیار پرهزینه است. در چنین شرایطی، ریزمقیاس‌سازی نقشه‌های رقومی خاک به عنوان گزینه‌ای مناسب برای تهیه‌ی نقشه‌هایی با اندازه پیکسل‌ ریز مطرح می‌گردد. هدف از این پژوهش، بررسی و ارزیابی تهیه نقشه‌های رقومی با اندازه پیکسل 10 متر از نقشه‌های رقومی ویژگی‌های سطحی خاک با اندازه پیکسل 50، 100 و 250 متر با استفاده از روش ریز مقیاس سازی مستقیم در سطح 240000 هکتار از اراضی زیر حوضه آبخیز مرک واقع در استان کرمانشاه بود.مواد و روش‌ها: ابتدا ساختار مکانی ویژگی‌های خاک سطحی شامل درصد شن، درصد سیلت، درصد رس، درصد کربن آلی، درصد کربنات کلسیم معادل و درصد سنگریزه بر اساس داده-های میراثی خاک(320 نمونه با توزیع تصادفی نامنظم) در کل ناحیه مورد مطالعه، با ترسیم تغییرنما و برازش مدل مناسب تعیین گردید. سپس نقشه‌ی کریجینگ بلوکی ویژگی‌های مورد نظر در اندازه پیکسل 50، 100 و250 متر تهیه شد. اجزاء سرزمین، تصاویر ماهواره‌ای، نقشه‌ی زمین‌شناسی، ژئومورفولوژی و کاربری اراضی به عنوان متغیرهای کمکی در این پژوهش مورد استفاده قرار گرفتند. به منظور انتخاب متغیرهای کمکی تاثیرگذار بر متغیر هدف، از ضریب همبستگی استفاده شد. متغیرهای کمکی که در سطح 01/0 با ویژگی‌های مورد مطالعه‌ی خاک همبستگی معنی‌دار داشتند؛ برای ورود به فرایند مدل‌سازی انتخاب شدند. سپس از روش مستقیم برای ریز مقیاس سازی نقشه-های مذکوراستفاده شد. در این روش، ابتدا از طریق مدل‌های خطی تعمیم‌یافته و درختان رگرسیون به سادگی رابطه‌ی بین خصوصیات خاک و متغیرهای کمکی(هر دو با اندازه پیکسل درشت) شناسائی می‌گردد و سپس از پارامترهای واسنجی مدل و ویژگی‌های محیطی با اندازه پیکسل ریز برای پیش‌بینی خصوصیات خاک در اندازه پیکسل ریز استفاده می‌شود. آموزش مدل‌ها بر اساس 75درصد داده‌های ساپورت بلوکی منطبق با داده های اولیه وارزیابی نتایج بر اساس 25 درصد بقیه داده ها به روش اعتبار سنجی کا مرتبه با کای معادل با4 انجام شد. یافته‌ها: نتایج نشان داد مقدار شن کمترین و مقدار سنگریزه بالاترین همبستگی با متغیرهای کمکی دارند. با در نظرگرفتن همه‌ی اندازه پیکسل‌ها، بیشترین همبستگی بین ویژگی‌های خاک و ارتفاع، مدت تابش،تحدب، شیب، شاخص خیسی توپوگرافی و شاخص همواری دره با درجه تفکیک بالا مشاهده شد. ریزمقیاس‌سازی سنگریزه با استفاده از روش مدل‌های خطی تعمیم‌یافته از اندازه پیکسل 50 متر به 10 متر بهترین کارائی را نشان داد(ریشه میانگین مربعات خطای 57/5%). ریزمقیاس‌سازی شن، رس، کربنات کلسیم معادل و کربن آلی از اندازه پیکسل250 و سیلت از اندازه پیکسل 50 متر به اندازه پیکسل 10 متر با روش درختان رگرسیون منجر به برآورد کمترین مقدار ریشه میانگین مربعات(به ترتیب 9/3%، 0/3%، 39/4%، 21/0% و 31/2 % ) خطا گردید. همچنین نتایج نشان داد که درختان رگرسیون در ریزمقیاس‌سازی ویژگی‌های خاک با اندازه پیکسل مختلف بهتر عمل می‌کند.نتیجه گیری: به نظر می رسد روش مستقیم توانسته است نقشه-ی رقومی برخی متغیرهای خاک (مانند سیلت، کربنات کلسیم معادل، کربن آلی و درصد سنگریزه) را با صحت و کارائی قابل قبولی ریزمقیاس نماید. بدیهی است همبستگی قوی بین متغیر هدف و متغیرهای کمکی سبب افزایش کارائی مدل‌ها و صحت نقشه‌های ریز مقیاس شده می‌گردد. همچنین مشخص گردید متغیرهای کمکی در اندازه پیکسل‌های مختلف، وابستگی متفاوتی با متغیر هدف دارند که بر کارائی ریزمقیاس-سازی اثر می‌گذارد.