بخشی از مقاله
چکیده
نقشهي خاك و ویژگیهاي آن، یکی از مهمترین دادههاي پایه براي بسیاري از مطالعات است. نقشههایی که به روش سنتی تهیه میشوند بسیار پرهزینه و زمانبر هستند و از طرف دیگر بهروز سازي آنها نیازمند بازبینی مجدد دادههاي پایه است. همچنین علاوه بر دقت پایین، استفاده از تکنیکهاي مختلف و کارشناسان با سطوح متفاوت دانش، باعث ایجاد ناهمگنی و عدم تطابق آنها با یکدیگر میشود.
امروزه استفاده از تصاویر ماهوارهاي به دلیل پوشش مکانی-زمانی مناسب و سیستم اطلاعات جغرافیایی، پتانسیل جدیدي را براي تهیه و شناسایی خصوصیات خاك بهوجود آورده است. ازاینرو در این پژوهش، کارایی این فن آوريها جهت شناسایی و بررسی تغییرات خصوصیات خاك در شهرستان اردستان، مورد بررسی قرارگرفته است.
در این مطالعه، تصاویر سنجنده ، لایه رقومی و دادههاي مشاهداتی حاصل از نمونه گیري هاي میدانی به کار گرفته شد و با استفاده از نرم افزار و روش آماري رگرسیون کوچکترین مربعات جزئی اقدام به شناسایی و پهنه بندي ویژگیهاي خاك مانند قابلیت هدایت الکتریکی و میزان رس در منطقه مطالعاتی گردید.
مقایسه نتایج بهدستآمده با دادههاي آزمایشگاهی، کارایی و دقت این فنآوري را در تعیین خصوصیات عمده خاك در منطقه مطالعاتی مورد تأیید قرار داده و در مطالعات مشابه، جهت مدیریت کاربري اراضی میتواند مورداستفاده قرار گیرد. نتایج بدست آمده نشان میدهد که میزان جهت تخمین رس برابر با 0.7 و جهت تخمین شوري یا هدایت الکتریکی برابر با 0.81 میباشد.
مقدمه:
خاك مجموعهاي متشکل از مواد طبیعی موجود در سطح زمین است که در برخی از مناطق توسط انسان دستخوش تغییر میگردد. خاك همچنین داراي میکروارگانیسم بوده و داراي قابلیت نگهداري گیاهان است
خاكها از نظر ویژگیها با یکدیگر متفاوتند. این ویژگیها شامل ویژگیهاي فیزیکی - دانسیته و تخلخل، بافت، ساختمان، رنگ، نگهداري و حرکت آب در خاك - ، ویژگیهاي شیمیایی - که بستگی به ترکیب معدنی، مواد آلی و محیط خاك دارد و با مواد اولیه سنگ مادر ازنظر ماهوي متفاوت است - و ویژگیهاي بیولوژیکی - که به بررسی باکتري، قارچ، کرمها، حشرات، پستانداران و جوندگان کوچکی که در خاك زندگی می کنند - هستند
شناخت این ویژگیها، منجر به درك صحیح از پتانسیلهاي موجود خاك، ازجمله تولیدات زیستی، مدیریت صحیح منابع محیطی و طبیعی خاك، تخصیص کاربريهاي کشاورزي متناسب با خاك و مدیریت صحیح کاربري اراضی میشود. از طرف دیگر تعیین این خصوصیتها، ما را در برنامه ریزي هاي آتی جهت تعیین کاربري هاي اراضی مختلف و کشت و کار منطقه موردمطالعه یاري خواهند داد
براي شناخت این ویژگیها، نقشهي خاك یکی از مهمترین دادههاي پایه هستند و براي بسیاري از مطالعات ازجمله ارزیابی اراضی، تعیین درصد و حدود خاكهاي قابل بهرهبرداري و تفکیک آن از دیگر اراضی، شناسایی محل احداث پروژههاي عمرانی، صنعتی، شهري، فضاي سبز و بالاخره تعیین پتانسیل تولیدات زیستی کاربرد دارند. نقشهي خاك، ارائهدهنده سیماي خاكهاي هر منطقه است که پتانسیلها و محدودیتهاي آن را به نمایش میگذارد.
این ویژگیها براي کاربران بسیار حیاتی و اساسی است، زیرا مدیریت صحیح خاك زمانی میسر است که کاربر، منابعی از قابلیتها و محدودیتها و اطلاعات صحیح در دسترس داشته باشد. در واقع نقشه خاك، پایه و اساس تمامی کاربريهاي این عنصر حیاتی است؛ بنابراین بهوضوح مشخص میگردد که هر چه نقشهي خاك و خصوصیات آن با دقت بالاتري تهیه شود، کاربران به نتایج بهتري دست خواهند یافت
روشهاي متفاوتی براي تهیهي این نقشهها وجود دارد. مشکل تهیه نقشههاي خاك و ویژگیهاي آنها به روش سنتی، پرهزینه و وقتگیر بودن آنها است؛ از طرف دیگر روزآمد کردن آنها نیازمند بازبینی مجدد دادههاي پایه است.
مشکل دیگر آن است که براي تهیهي نقشهها در سطح استانی و یا ملی، از کارشناسان متعددي استفاده میشود و کیفیت نقشههاي تولیدي بستگی به سطح دانش کارشناس و روش تهیه نقشه دارد؛ بنابراین نقشههاي تولیدشده ناهمگنی و مشکل تطبیق با یکدیگر را دارند، علاوه بر این، درباره دقت آنها نیز تردید وجود دارد. کارآمدي و کیفیت دادههاي پایه خاك اغلب تابع میزان فهم کارشناس از فرایندهایی است که منجر به تشخیص خاك میشود و همچنین تکنیکهایی که براي تشخیص شاخصها به کار گرفتهشده است؛ بنابراین بهکارگیري دادهها و تکنیکهایی که بتواند ضمن حذف خطاهاي ذکرشده از دقت و صحت کافی برخوردار باشد، مورد توجه نقشهبرداران خاك قرارگرفته است
در سالهاي اخیر و به این منظور، پژوهشگران مدلهاي کمی گوناگونی را با استفاده از سنجش از دور و حعن توسعه دادهاند. تکنیکهاي فضایی و زمینآمار نظیرحخع ، انواع روشهاي ؟غط؟ططل و الگوریتمهاي طبقه بندي فازي از آن جمله هستند. در این زمینه، به نظر میرسد دادههاي دورسنجی ابزار مناسبی باشند و با استفاده از آن بتوان برخی خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاكها را که با روش سنتی به آنها نمیتوان دست یافت، برآورد کرد. مروري بر مطالعات گذشته نشان میدهد که خصوصیات عمده خاك، ازجمله مقادیر اسید آهن، ماده الی، تغییرات مواد مادري، مقدار رطوبت خاك، دب، درصد آهک، کربن آلی و بافت خاك همبستگی بالایی با دادههاي دور سنجی دارند
به این منظور، این پژوهش تلاش دارد تا با استفاده از علم سنجش از دور و روش رگرسیون کوچکترین مربعات جزئی، نسبت به تعیین و پهنهبندي بعضی از ویژگیهاي خاك نظیر ض ه , هغ گ به ترتیب عبارتند از رس و قابلیت هدایت الکتریکی - در بخشی از زمینهاي کشاورزي شهرستان اردستان - شکل - 1 اقدام نماید
منطقهي مورد مطالعه شهرستان اردستان، در شمال استان اصفهان و در جنوب کویر نمک قرار دارد. آب و هواي این شهرستان گرم وخشک بوده و بیشترین درجه حرارت در تیر و مرداد و کمترین آن در دي و بهمن است. از سطح دریا یک هزار و دویست و هفت متر ارتفاع داردح منطقهي مطالعاتی در غرب شهرستان اردستان میباشد. طول این منطقه 57 کیلومتر و عرض آن در 21 کیلومتر میباشد. مساحت این محدوده در حدود 540 کیلومترمربع یا 54000 هکتار میباشد. این محدوده در طول جغرافیایی 52 درجهي شرقی و 33.39 درجهي شمالی تا 52.30 درجه شرقی و 33.42 درجهي شمالی واقع شده است.
شکل – 1 نقشهي محدودهي مطالعاتی
مرز محدودهي مطالعاتی براساس مطالعات خاكشناسی و طبقهبندي اراضی که قبلاً توسط اداره جهاد کشاورزي در سال 1374 تهیه شده بود، تعیین شد. این محدوده داراي ترکیبی از خاكهاي شنی، لومی و رسی میباشد. دانستن نوع خاك منطقه میتواند در شناخت و تجزیه و تحلیل بهتر عناصر خاك کمک کننده باشد - نوربخش، . - 1374
روش پژوهش:
در بررسی روابط آماري میان متغیرها، همبستگی نشان از میزان رابطه بین متغیرها دارد. روش اصلی این پژوهش به بررسی میزان همبستگی بین اعداد پیکسلی 1 - شخ - و نمونههاي زمینی میپردازد. پس از بررسی مقدار همبستگی، باندهایی از تصویر که داراي همبستگی بیشتر با نمونههاي زمینی هستند، انتخاب و در مدلسازي به کار برده میشوند.
معیار انتخاب باندهاي تصویر به میزان همبستگی بیشتر آنها با دادههاي زمینی مربوط میشود. ممکن است هر کدام از متغیرهاي زمینی با باندهایی از تصویر داراي همبستگی باشند که نشان از ارتباط بین آنها میباشد. تحقیقات در شمال غرب صحراي ال-تیناي مصر نشان میدهد که باند 8 تصویر ماهوارهاي استر جهت تخمین میزان شوري و باندهاي 7 و 8 و 5 تصویر ماهوارهاي استر جهت تخمین مقادیر رس سهم بیشتري در تخمین دارند
در ادامه پس از مشخص شدن همبستگی بین باندهاي تصویر و دادههاي زمینی، با استفاده از مدل رگرسیونی کوچکترین مربعات جزئی به بررسی روابط بین متغیرهاي مستقل - اعداد پیکسلی - و متغیرهاي وابسته - نمونههاي زمینی - پرداخته میشود. در نهایت پس از اجراي مدل رگرسیونی، الگوریتم مورد نظر بدست میآید. الگوریتم به دست آمده را روي باندهاي انتخاب شده تصویر اجرا و تصویر نهایی ایجاد و طبقه بندي میگردد
