تلفیق داده های سنجش از دور و مدل رقومی ارتفاع در تخمین کربن آلی خاک در منطقه ضرغام آباد سمیرم اصفهان

با توجه به نقش کربن آلی در پایداری خاک، جلوگیری از فرسایش و کنترل میزان دی اکسیدکربن هوا، پایش کربن آلی خاک از اهمیت خاصی برخوردار است. اهداف این مطالعه عبارتند از: 1) مقایسه مدل های رگرسیون چندمتغیره و مدل های شبکه عصبی در برآورد کربن آلی به کمک داده های محیطی سرزمین، سنجش از دور و برخی از ویژگی های خاک و تعیین فاکتورهای مهم در برآورد کربن-آلی در منطقه، 2) برآورد توزیع مکانی کربن آلی خاک با استفاده از روش های کریجینگ، نزدیک ترین فاصله، توابع شعاع محور و کوکریجینگ با استفاده از داده های سنجش از دور و ویژگی های توپوگرافی و مقایسه دقت روش های ذکر شده. منطقه مورد مطالعه با مساحت 24 کیلومتر مربع در اراضی تپه ماهوری ضرغام آباد، جنوب سمیرم واقع در استان اصفهان با کاربری مرتع واقع در طول جغرافیایی ?39 ?51 شرقی و عرض جغرافیایی ?18?31 شمالی با میانگین ارتفاع برابر با 2500 متر و میانگین بارندگی سالیانه و دمای سالیانه به ترتیب برابر با 350 میلی متر و 6/10 درجه سانتی گراد انتخاب و نمونه برداری در 125 نقطه از عمق 10-0 سانتی متری انجام شد. میزان کربن آلی نمونه های خاک جمع آوری شده اندازه گیری شد. سپس مدل رقومی ارتفاع منطقه در پیکسل هایی به ابعاد 3×3 متر در محیط نرم افزار illwis تهیه و با استفاده از آن ویژگی های پستی و بلندی اولیه و ثانویه محاسبه شد. در این تحقیق از داده های رقومی سنجنده + etm ماهواره لندست به عنوان متغیر کمکی به منظور پیش بینی کربن آلی خاک استفاده گردید. تصحیح هندسی تصاویر با استفاده از نقاط کنترل حاصل از نقشه توپوگرافی 25000/1 انجام گردید. در نهایت مدل های رگرسیون چند متغیره و شبکه عصبی مصنوعی بین داده های توپوگرافی، داده های سنجش از دور، برخی از ویژگی های خاک و کربن آلی خاک، برقرار و سپس به وسیله ی نقاط اضافی نمونه برداری شده (25 نقطه)، مدل های به دست آمده اعتبارسنجی شدند. نتایج پژوهش نشان داد که مدل های رگرسیونی توانستند 60، 54، 71 و 83 درصد از تغییرات مکانی کربن آلی و مدل های شبکه عصبی مصنوعی با استفاده از داده های آنالیز سطح زمین، سنجش از دور، تلفیق داده های سنجش از دور و آنالیز سطح زمین و همچنین تلفیق داده های سنجش از دور، آنالیز سطح زمین و برخی از ویژگی های خاک شامل درصد رس و سیلت به ترتیب 89، 84 ، 94 و 95 درصد از تغییرات را در منطقه مورد مطالعه توجیه نماید. نتایج آنالیز حساسیت شبکه عصبی مصنوعی با ویژگی های توپوگرافی، داده های سنجش از دور، رس و سیلت به عنوان ورودی نشان داد که باند 2، انحنای قائم، رس، شیب، سیلت، باند 1، شاخص پوشش گیاهی، شاخص حمل رسوب، شاخص قدرت جریان، انحنای افقی، باند 5، شاخص رطوبت، باند 7، جهت شیب و انحنای سطحی زمین به عنوان فاکتورهای مهم در تبیین تغییرات کربن آلی خاک در اراضی تپه ماهوری مورد مطالعه بودند. بر اساس معیار جذر میانگین مربعات خطا که در مدل های رگرسیونی به ترتیب 27/0، 26/0، 11/0 و 09/0 در مدل های شبکه عصبی مصنوعی به ترتیب 11/0، 13/0، 04/0 و 04/0 می باشند. نتایج درون یابی با روش های مختلف نشان داد که روش کریجینگ دارای دقت بالاتری نسبت به دو روش نزدیکترین فاصله و توابع شعاع محور برای کربن آلی خاک می باشد. همچنین روش کوکریجینگ با متغیر فرعی شاخص رطوبتی، درون یابی بهتری نسبت به کوکریجینگ با متغیر فرعی باند2 و کوکریجینگ با متغیر فرعی باند1 نشان می دهد.