ارزیابی روش طیف سنجی امواج مرئی - مادون قرمز و روش های PLSR و SVMR در مدل سازی کربن آلی و کل مواد خنثی شوند خاک

برای مدیریت پایداری اراضی، اطلاع از فعالیت ها و خصوصیات خاک و تغییرات زمانی و مکانی آنها ضروری است. طیف سنجی امواج مرئی و مادون قرمز نزدیک به دلیل دقت و سرعت عمل بالا قابلیت ویژه ای در شناسایی و تعیین خصوصیات خاک دارد. هدف این مطالعه ارزیابی دقت روش طیف سنجی مرئی-مادون قرمز نزدیک در برآورد مقدار کربن آلی(OC) و کل مواد خنثی شونده خاک (TNV)  خاک است. به این منظور تعداد ۱۱۰ نمونه خاک از استان های خوزستان، یزد و تهران تهیه و در آزمایشگاه طیف سنجی گردید. طیف به دست آمده از دستگاه طیف سنج با ۵ روش پیش پردازش فیلتر ساویتزکی گولای (SG)، مشتق اول همراه با ساویتزکی گولای  (FD-SG)، مشتق دوم همراه با ساویتزکی گولای (SD-SG)، واریانس استاندارد نرمال (SNV)، تصحیح پخشیده چندگانه (MSC) اصلاح شد. همچنین عملکرد دو روش PLSR و SVMR در برآورد ویژگی های خاک مقایسه گردید. نتایج نشان دادند که مدل PLSR نسبت به مدل SVMR در برآورد OC و TNV دقت بالاتری دارد. دربرآود  OC، مدل PLSR و روش پیش پردازش MSC (۴۷/۱= RPDVAL و ۱۹/۰ = RMSEVAL ،۵۹/۰ =VAL R۲) بهترین عملکرد و روش پیش پردازش SD-SG، ضعیف­ترین عملکرد (۵۲/۰= RPDVAL و ۲۷/۰ = RMSEVAL ،۱۵/۰ =VAL R۲) را نشان داد. همچنین برای TNV روش پیش پردازش (FD-SG) بهترین عملکرد (۰۱/۲= RPDVAL و ۷۰/۵ = RMSEVAL ،۷۸/۰ =VAL R۲) و روش پیش پردازش (SD-SG) ضعیف­ترین عملکرد (۳۱/۰= RPDVAL و ۱۳/۱۱ = RMSEVAL ،۱/۰ =VAL R۲) را نشان داده است. طول موج کلیدی برای OC در محدوده ۴۲۱ و ۶۱۲ نانومتر و برای TNV در محدوده ۲۳۱۵ و ۲۱۵۱ نانومتر مشاهده گردید. این مطالعه نشان داد که روش طیف سنجی Vis-NIR به علت دارا بودن اساس فیزیکی و در نظر گرفتن فاکتورهای تاثیرگذار، به عنوان یک مدل بزرگ مقیاس، قابلیت مناسبی برای ارزیابی و پیش­بینی OC و TNV خاک دارد.

کلیدواژه ها:

طیف سنجی ، رگرسیون ، پیش پردازش ، کربن آلی ، کل مواد خنثی شونده