برآورد کمی فلزات روی و سرب در خاک با استفاده از تجزیه و تحلیل چند متغیره و فن سنجش از راه دور

آلودگی فلزات سنگین در خاک از مهمترین مشکلات زیست­محیطی در دنیا است. روش­های مرسوم ارزیابی مقادیر فلزات سنگین در خاک نیاز به زمان و هزینه زیادی دارند. هدف از این پژوهش بررسی کارایی روش تجزیه و تحلیل­ چند متغیره در بکارگیری فن سنجش از دور برای کمی­سازی روی و سرب بود. برای این منظور ۲۳۰ نمونه خاک در منطقه­ای به وسعت ۳۴۲۴ کیلومتر مربع در شهرستان زنجان جمع­آوری شد. مقادیر سرب و روی خاک اندازه­گیری و ۳۱ شاخص طیفی با تصاویر ماهواره سنتینل ۲ تهیه شد. مدل­های برآورد طیفی فلزات با سه روش رگرسیون مولفه­های اصلی (PCR)، حداقل مربعات جزئی (PLSR) و ماشین بردار پشتیبان (SVMR) ارزیابی شد. دامنه تغییرات مقدار سرب ۴۰ تا ۳۶۴ و روی ۹۶ تا ۸۲۴ میلی­گرم بر کیلوگرم بود. مدل SVMR (۶/۲RPD≥  و  ۸۴/۰≥ R²،۴۰ RMSE≤)، برآورد طیفی بهتری برای هر دو فلز نسبت به مدل PLSR (۹/۱RPD≥  و  ۷/۰≥ R²،۵۳ RMSE≤) و مدل PCR  (۳/۱RPD≥  و  ۴۵/۰≥ R²،۷۵ RMSE≤) داشت. محدوده حاشیه قرمز و مادون قرمز موثرترین محدوده طول موجی نظارت بر آلودگی فلزات سرب و روی و شاخص­های روشنایی و پوشش گیاهی مثلثی اصلاح شده موثرترین شاخص­ها در برآورد طیفی سرب و روی در خاک های مورد مطالعه بودند.  مدل SVMR  دقت بالا و مدل PLSR دقت قابل قبولی جهت ارزیابی و نظارت بر سرب و روی نشان دادند. نتایج نشان داد تحلیل چند متغیره داده­های سنجش از دور ابزاری کاربردی جهت ارزیابی سریع و کمی آلودگی فلزات سنگین در اراضی استان زنجان و مناطق مشابه می باشد.

کلیدواژه ها:

آلودگی خاک ، شاخص طیفی ، فلزات سنگین ، ماهواره سنتینل-۲ ، مدل های برآورد طیفی