تهیه نقشه های سه بعدی اجزای بافت خاک با تلفیق الگوریتم جنگل رگرسیونی چندکی و تابع عمق اسپیلاین در استان گلستان

امروزه نیاز روزافزونی به اطلاعات مکانی پیوسته و کمی خاک در راستای مدل سازی و مدیریت محیطی، به ویژه در مقیاس ملی وجود دارد. این مطالعه با هدف پیش بینی نسبت اندازه ذرات خاک (PSF) در بخشی از اراضی استان گلستان با استفاده از تلفیق مدل جنگل رگرسیونی چندکی (QRF) و تابع اسپیلاین انجام شد. تابع عمق اسپیلاین با مساحت برابر برای تخمین PSFs در پنج عمق خاک (۰-۲۵، ۲۵-۵۰، ۵۰-۷۵، ۷۵-۱۰۰، و ۱۰۰-۱۲۵ سانتی متر) به داده های ۱۰۵ خاکرخ از بانک اطلاعات دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان برازش داده شد. متغیرهای کمکی اولیه در این تحقیق شامل ۲۲ متغیر محیطی مشتق شده از DEM، ۱۵ شاخص سنجش از دور از ماهواره لندست هفت سنجنده ETM+، نقشه های عمق ایستابی (پیزومتری) و بارندگی بودند. بر اساس روش تجزیه مولفه های اصلی (PCA)، ۱۵متغیر انتخاب و وارد فرآیند مدل سازی اجزای بافت خاک (رس، سیلت و شن) شدند. عملکرد مدل QRF با استفاده از آماره های ضریب تبیین (R۲)، ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE)، و قدر مطلق میانگین خطا (MAE) مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد میزان ضریب تببین برای رس، سیلت، و شن در عمق های مختلف به ترتیب از ۱۲/۰ تا ۲۲/۰، ۰۷/۰ تا ۳۰/۰، و ۰۷/۰ تا ۲۸/۰ متغیر بود. همچنین اهمیت نسبی متغیر های محیطی نشان داد بارندگی (میانگین سی ساله)، عمق ایستابی (میانگین ده ساله)، B۳/B۷ و شاخص عمق دره، مهمترین پارامترهای کنترل کننده اجزای بافت خاک در تحقیق حاضر بودند. به منظور بهبود عملکرد مدل و نتایج اعتبارسنجی نیاز به پرداختن به برخی عدم قطعیت های ساختاری در این مطالعه وجود دارد.

کلیدواژه ها:

اجزای اندازه ذرات خاک (PFS) ، اسپیلاین ، آنالیز مولفه های اصلی (PCA) ، مدل جنگل رگرسیونی چندکی (QRF)