بخشی از مقاله
چکیده
بمنظور بررسی قابلیت تصاویر سنجنده ASTER در تهیه نقشه آهک خاك، داده هاي این سنجنده مربوط به بخشی از منطقه سیاهکوه اردکان یزد مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. ابتدا تصحیحات و پردازش هاي لازم مانند زمین مرجع کردن، نسبت گیري طیفی، شاخص هاي گیاهی، تجزیه مولفه هاي اصلی و ... انجام شد. با انجام عملیات میدانی از 30 نقطه در واحدهاي مختلف از خاك سطحی نمونه برداري و مختصات محل هاي نمونه برداري ثبت گردید. در آزمایشگاه میزان آهک نمونه هاي خاك اندازه گیري شد. عدد رقومی - DN - پیکسلهاي مربوط به محل پروفیل ها از تصاویر استخراج و آنالیزهاي آماري همبستگی و رگرسیون انجام گردید. نتایج حاصله نشان داد بین داده هاي ماهواره اي و اطلاعات مربوط به آهک خاك همبستگی معنی دار وجود دارد و با استفاده از مدلهاي رگرسیونی حاصل ازآنالیز رگرسیون گام به گام می توان نقشه آهک خاك منطقه را تهیه نمود.
کلمات کلیدي: سنجنده ASTER ، نقشه آهک خاك، مدل رگرسیونی، عدد رقومی . - DN -
-1 مقدمه
آهک یکی از کربناتهاي موجود در خاك است که میزان آن بسته به شرایط آب و هوایی و میزان آبشویی که بر اثر بارندگی و یا آبیاري انجام می شود متفاوت است. آهک داراي ویژگیهاي شیمیایی و فیزیکی خاصی می باشد. وجود آن pH خاك را بین 7/6 تا 8/2 حفظ می کند. این محدوده pH از لحاظ قابلیت استفاده فسفر و عناصر کم مصرف حائز اهمیت است. همچنین فعالیت ریزموجودات زنده به pH خاکهاي آهکی بستگی دارد. نقش آهک در ساختمان خاك نیز حائز اهمیت می باشد و به دلیل خاصیت چسبندگی از پراکندگی ذرات رس جلوگیري می کند. آهک در بعضی شرایط با ایجاد لایه هاي غیرقابل نفوذ در خاك، حرکت آب و هوا را محدود می کند - خوشگفتارمنش و عرب زادگان، . - 1386
بنابراین آگاهی از میزان آهک و تهیه نقشه از الگوي آهک خاك نقش موثري در مدیریت منابع آب و خاك هر کشور ایفا می کند. به منظور دست یابی به این هدف بهره گیري از ابزارهاي نوین نظیر سنجش از دور اجتناب ناپذیر است.ابراهیمی و همکاران 1389 - و - 1393 با استفاده از تبدیل طیفی تصاویر ETM+ و ASTER مولفه هاي خاك را در پلایاي کویر ابرکوه استان یزد برآورد و برقابلیت بالاي تصاویر ASTER جهت مطالعات خاك تاکید نمودند.متین فر و همکاران - 1385 - ، در مطالعه و بررسی تفکیک پذیري خاك هاي مناطق خشک با استفاده از داده هاي سنجنده ASTER در منطقه آران – بیدگل استان اصفهان به این نتیجه رسیدند که باندهاي محدوده مرئی و مادون قرمز نزدیک قابلیت تفکیک خاك هاي با پوسته هاي نمکی را دارند و همه باندهاي سنجنده مذکور قابلیت تفکیک خاك هاي با سطوح زبر و ناهموار - بافت درشت، سنگ و سنگریزه و یا پوسته هاي ناهموار - را از خاك هاي شور با پوسته هاي صاف و تیره دارند.
نتایج طبقه بندي تصاویر نشان داد که دقت کلی طبقه بندي 79/66 درصد، میزان ضریب توافق کاپا 0/781 و دقت تولید کننده و کاربر به ترتیب 85/86 و 86/86 درصد می باشد. بطور کلی داده هاي سنجنده ASTER براي شناسایی خاك هاي مناطق خشک می تواند مناسب باشد.چکاوي - 2005 - 1، مشخصات فعلی تخریب اراضی در یک حوزه آبخیز کوچک را با اﺳﺘﻔﺎده از داده هاي سنجنده ASTER و محاسبات طیف نگاري زمینی محاسبه نمود. او دو باند مریی، یک باندمادون قرمز نزدیک وشش باند مادون قرمز با طول موج کوتاه را در خاکهاي منطقه مورکو2 مورد ارزیابی قرار داد.
Nield و همکاران - 2007 - با استفاده از تصاویر ETM+ به تهیه نقشه خاكهاي سدیمی و گچی در ﻣﻨﻄﻘﻪ اي از آمریکا پرداختند. آنها رفتار طیفی خاك هاي گچی و سدیمی را مورد بررسی قرار داده و جهت رسیدن به نتیجه مطلوب از نسبتگیري طیفی استفاده نمودند. - 2007 - Dehhan & Tayler جهت طبقه بندي خاکها از بازتاب طیفی ثبت شده ماهواره ها استفاده و بیان کردند ویزگی جذب در ناحیه فروسرخ نزدیک مربوط به خاك هایی می باشد که داراي کانی هاي تبخیري بوده و موجب شناخت این کانی ها از جمله گچ می شود.
-2 مواد و روشها
الف- منطقه مطالعاتی
بخشی از منطقه کویر سیاه کوه در شهرستان اردکان استان یزد بدلیل تنوع خاك با مساحتی بالغ بر 20000 هکتار بعنوان منطقه مطالعاتی انتخاب گردید. مختصات جغرافیایی آن در سیستم UTM - زون شماره - 40 به شرح زیر میباشد: طول جغرافیایی از 199905 تا 229531، عرض جغرافیایی از 3602465 تا .3620224خاك هاي منطقه عموماً از نوع اکسترنال سولونچاك می باشد و عمدتاً خاك فاقد ساختمان و افق مشخص می باشد. میزان املاح از دشت ریگی به سمت کویر و مرکز پلایا افزایش می یابد. محدوده پلایا با شوري زیاد خاك و تبدیل خاك هاي رسوبی به رسوبی شور و اکسترنال سولونچاك مشخص می گردد. تجمع املاح تابعی از بافت رسوبات و سطح ایستایی آب شور می باشد و شوري در سطح خاك درتیپ کویر به حداکثر مقدار خود می رسد.
ب- تصاویر و نرم افزارها
تصاویر مورد استفاده در این تحقیق مربوط به سنجنده ASTER ماهواره Terra است. زمان تصویربرداري نوامبر 2007 - آبانماه - 1386 می باشد. نمونه برداري زمینی در آبانماه 1387 انجام شد. متاسفانه بدلیل مشکلات و محدودیت هاي موجود، امکان دستیابی به تصاویر همزمان با نمونه برداري زمینی وجود نداشت ولی زمان تصویر و زمان نمونه برداري از نظر فصلی با هم منطبق گردید . نرمافزارهاي ERDAS ، ArcGIS جهت انجام پردازشها و تجزیه و تحلیل هاي لازم بر روي تصاویر ماهواره اي و نقشههاي رقومی استفاده شد. همچنین جهت آنالیزهاي آماري نرمافزارهاي Excel و SPSS مورداستفاده قرارگرفت.
ج- بارزسازي تصاویر
به منظور افزایش وضوح تصاویر و بهتر نمایان شدن پدیدههاي مختلف، با استفاده از روشهاي زیر پردازشهاي لازم بر روي تصویر انجام شد: بهبودکنتراست، ایجاد تصاویر رنگی کاذب، آنالیز PCA روي باندهاي اصلی، نسبت گیري طیفی، مجموع باندهاي اصلی، شاخص .NDVI
د- جمع آوري اطلاعات زمینی مربوط به منطقه مطالعاتی
ابتدا با استفاده از تصاویر رنگی کاذب و آنالیز Cluster - طبقه بندي نظارت نشده - با توجه به رنگ و طیف قسمتهاي مختلف تصویر، واحدهاي همگن تشخیص داده شد. سپس مختصات محلهاي مناسب جهت نمونه برداري یادداشت شد و به کمک دستگاه GPS در منطقه از این نقاط نمونه برداري از خاك سطحی انجام گرفت. و در آزمایشگاه میزان هدایت الکتریکی - EC - که بیانگر میزان شوري است اندازه گیري گردید.
د- آنالیز همبستگی دادههاي خاکشناسی و داده هاي ماهواره اي و مدل هاي رگرسیونی
در این مرحله باندهاي اصلی و باندهاي مصنوعی شامل خروجی هاي PCA ، نسبت هاي طیفی، جمع باندها و.... مورد بررسی قرار گرفتند. ابتدا رابطه بازتابهاي باندهاي اصلی و مصنوعی با مولفه هاي خاك بدست آمد. بدین منظور یک فایل نقطه اي از نقاطی که نمونه برداري گردیده بود تشکیل گردید. سپس میانگین اعداد رقومی - DN - پیکسل هاي مربوط به هر واحد نمونه برداري از تصاویر استخراج گردید. در مرحله بعد این اعداد همرا با اعداد مربوط به آهک خاك - نتایج آزمایشات خاکشناسی - وارد نرمافزار SPSS شد. سپس ضرایب همبستگی هر کدام از باندهاي اولیه و باندهاي مصنوعی با آهک خاك بدست آمد. در مرحله بعد بین اعداد باندها بعنوان متغیر مستقل و آهک خاك به عنوان متغیر وابسته، رگرسیون گام به گام ایجاد گردید و معادله رگرسیونی جهت برآورد میزان آهک در لایه سطحی خاك منطقه مطالعاتی محاسبه شد.
ه- تهیه نقشه آهکخاك
جهت تهیه نقشه آهک خاك، مدلهاي رگرسیونی بدست آمده بر روي تصاویر ASTER اعمال گردید و نقشه مورد نظر تهیه شد. سپس این نقشه طبقه بندي گردید.
-3 نتایج
ضریب همبستگی بین داده هاي ماهواره اي سنجنده ASTER و آهک خاك در جدول 1 خلاصه شده است.
