ارزیابی روش های PLSR و bagging-PLSR در برآورد اجزای بافت خاک، کربنات کلسیم و pH خاک با استفاده از داده های طیفی

تعیین سریع، دقیق و کم هزینه ویژگی های خاکی در برنامه ریزی و مدیریت اراضی از اهمیت قابل توجهی برخوردار است. هدف از این پژوهش ارزیابی بازتاب طیفی نزدیک، به عنوان تکنیکی سریع، مقرون به صرفه و غیرمخرب در تخمین برخی ویژگی های خاک (شن، سیلت، رس، pH و کربنات کلسیم معادل (CCE)) با استفاده از روش های رگرسیون حداقل مربعات جزئی (PLSR) و رگرسیون حداقل مربعات جزئی توام با بازنمونه گیری (bagging-PLSR) بود. بدین منظور، ۲۲۰ نمونه مرکب خاک از عمق ۰ تا ۲۰ سانتی متری در شهریور ۱۳۹۸ از دشت قروه استان کردستان جمع آوری شد. سپس ویژگی های انتخابی خاک با روش های آزمایشگاهی استاندارد اندازه گیری شد. بازتاب طیفی نزدیک نمونه ی خاک ها در محدوده ۳۵۰ تا ۲۵۰۰ نانومتر (Vis-NIR) با بهره گیری از دستگاه اسپکترورادیومتر آزمایشگاهی اندازه گیری شد. پس از ثبت طیف ها، انواع مختلف روش های پیش پردازش مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که روش PLSR  مقادیر R۲ بین ۵۸/۰ تا ۷۶/۰ به دست می دهد، درحالی که این مقادیر در bagging-PLSR  بین ۵۹/۰ تا ۷۴/۰ متغیر می باشد. مقادیر RMSE معادل با ۴۳/۱۷، ۶۵/۷، ۸۳/۷، ۹۴/۷ و ۶۶/۰ در روش PLSR و همچنین مقادیر ۶۶/۱۶، ۶۳/۷، ۱۳/۸، ۷۱/۷ و ۴۵/۰ در روش bagging-PLSR به ترتیب برای شن، سیلت، رس، CCE و pH خاک به دست آمد. بر اساس مقادیر RPD (نسبت برآورد به انحراف)، در برآورد مقدار شن و CCE بهترین عملکرد توسط مدل bagging-PLSR به دست آمد؛ این در حالی است که در برآورد رس و pH خاک مدل PLSR دقیق ترین بود. نتایج پیش بینی هر دو مدل برای سیلت یکسان بود (۵۳/۱ = RPD). در کل نتایج نشان داد که مدل های PLSR و bagging-PLSR در برآورد ویژگی های خاکی مورد مطالعه از دقت قابل قبولی برخوردار می باشند.

کلیدواژه ها:

کربنات کلسیم معادل ، طیف سنجی مرئی &ndash ، مادون قرمز نزدیک ، رگرسیون حداقل مربعات جزئی ، ویژگی های خاکی