بررسی کارایی روش طیف سنجی مرئی-مادون قرمز نزدیک در تخمین برخی ویژگی های خاک منطقه ی سمیرم اصفهان

اندازه گیری ویژگی های خاک در یک مقیاس وسیع به دلیل حجم بالای نمونه برداری و تجزیه های آزمایشگاهی، زمان بر و گران است. بنابراین استفاده از روش های ساده، سریع، ارزان و پیشرفته مانند طیف سنجی خاک می تواند مفید باشد. این مطالعه با هدف بررسی کارایی روش طیف سنجی در پیش بینی برخی از ویژگی های خاک در منطقه سمیرم استان اصفهان انجام شد. به این منظور تعداد۲۰۰ نمونه خاک سطحی (۱۰ سانتی متری) جمع آوری گردید. مقادیر کربن آلی، pH، EC وکربنات کلسیم معادل در آزمایشگاه اندازه گیری شدند. همچنین، طیف سنجی نمونه های خاک با استفاده از دستگاه طیف سنج زمینی FieldSpec۳ درمحدوده طول موج ۳۵۰ تا ۲۵۰۰ نانومتر انجام گرفت. سپس روش های پیش پردازش مشتق اول و مشتق دوم با فیلتر ساویتزکی گلای و متغیر نرمال استاندارد بر روی طیف ها انجام شدند. برای برقراری ارتباط بین ویژگی های خاک با ویژگی های طیفی آن از مدل های حداقل مربعات جزئی (PLSR)، رگرسیون مولفه اصلی (PCR)، شبکه عصبی مصنوعی (ANN) و رگرسیون ماشین بردار پشتیبان (SVMR) استفاده گردید. بهترین مدل در برآورد هدایت الکتریکی خاک، کربنات کلسیم و کربن آلی مدل PLSR و برای واکنش خاک مدل SVMR و بهترین روش های پیش پردازش، روش های مشتق گیری بودند که ضرایب تبیین آن ها به ترتیب ۹۴/۰، ۸۸/۰، ۹/۰ و ۷۹/۰ بودند و تمام برآوردها، کمترین RMSE را نسبت به روش های دیگر و ۲ RPD> داشتند. به طور کلی نتایج این مطالعه بر قابلیت روش طیف سنجی مرئی مادون قرمز نزدیک در برآورد مکانی چندین ویژگی خاک به صورت همزمان، دلالت دارد. بنابراین، این روش می تواند به عنوان روشی جایگزین برای روش های مرسوم آزمایشگاهی در تعیین ویژگی های خاک مورد استفاده قرار گیرد.

کلیدواژه ها:

رگرسیون حداقل مربعات جزئی (PLSR) ، رگرسیون ماشین بردار پشتیبان (SVMR) ، رگرسیون مولفه اصلی (PCR) ، شبکه عصبی مصنوعی (ANN) ، طیف سنجی