پيش بيني مكاني شاخص هاي جذب فسفر خاك به كمك داده هاي محيطي و استفاده از تكنيك هاي نوين نقشه برداري رقومي در منطقه سنندج- استان كردستان

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

كشاورزي

كارشناسي ارشد

فسفريكي از پرمصرف ترين و مهم ترين عناصر غذايي و معدني براي رشد محصولات زراعي است و نقش مهمي در چندين فرآيند فيزيولوژيكي و بيوشيميايي گياه مانند فتوسنتز، سنتز پروتئين، تنفس، انتقال انرژي، تقسيم و گسترش سلولي، رشد ريشه، گلدهي و تشكيل بذر دارد. بنابراين، عرضه كافي فسفر براي افزايش رشد و بهره وري محصول و حفظ امنيت غذايي براي جمعيت رو به افزايش جهان، ضروري است. ظرفيت بافري يك خاك نشان دهنده توانايي خاك براي مقاومت در مقابل تغييرات فسفر محلول مي باشد. ظرفيت بافري عامل مهم تأثير گذار بر دسترسي فسفر براي گياهان است، زيرا كنترل كننده آزاد سازي فسفر از منبع آن به محلول خاك مي باشد. در اين پژوهش، ارزيابي كارايي مدل‌هاي هوشمند جهت پيش بيني شاخص¬هاي بافري جذب فسفر خاك و تعيين مهم‌ترين ويژگي‌هاي محيطي و خاكي مؤثر بر شاخص‌هاي بافري فسفر در منطقه مورد مطالعه تحت بررسي قرار گرفته است. همچنين كارايي روش¬هاي اسپكترومتري مرئي تا مادون قرمر نزديك نيز در برآورد اين شاخص ها در 100 نقطه مطالعاتي در منطقه سنندج استان كردستان مورد ارزيابي قرار گرفت. به منظور رسيدن به اهداف اين پژوهش در بخش‌هاي مختلف از داده‌هاي متفاوتي استفاده شد كه شامل مجموعه‌اي از شاخص‌هاي استخراج شده از تصاوير ماهواره‌اي، مدل رقومي ارتفاع، نقشه‌هاي موضوعي و طيف‌هاي بازتابي خاك بودند. در اين مطالعه برخي از شاخص هاي بافري فسفر در خاك با استفاده از مدل‌هاي مختلف يادگيري ماشين (كوبيست (Cu)، جنگل تصادفي (RF)، ماشين‌هاي بردار پشتيبان (SVM) و رگرسيون فرآيند گاوسي (GPR)) پيش‌بيني شد. نتايج مطالعات طيف سنجي نشان داد كه هفت روش پيش پردازش بر روي داده‌هاي طيفي خام اعمال شد و بهترين پيش پردازش‌هاي انتخاب شده براي شاخص MBC و SPR به ترتيب BC و MSC مي‌باشد و براي PBC، SBC،Qmax پيش پردازش SNV انتخاب گرديد. همچنين ضريب تعيين پيش بيني ("R" _"p" ^"2" ) هر كدام از اين پيش پردازش‌ها به ترتيب برابر43/0، 33/0، 67/0، 49/0، 48/0 است. نتايج يادگيري ماشيت نشان داد كه استفاده از ويژگي‌هاي توپوگرافي به عنوان تنها متغيرهاي كمكي براي پيش بيني پارامترهاي جذب فسفر كافي نيست. با اين حال، داده‌هاي سنجش از دور و تركيب آن با ويژگي‌هاي خاك به طور قابل اعتمادي براي پيش بيني پارامترهاي جذب فسفر مورد استفاده قرار گرفت (41/0 = R2 براي MBC توسط مدل RF، 49/0 = R2 براي PBC توسط مدل Cu، 37/0 = R2 براي SPR با مدل Cu و 38/0 = R2 براي مدل SBC توسط مدل RF). كمترين مقادير RMSE براي MBC توسط مدل RF، PBC توسط مدل SVM، SPR توسط مدل Cubist و SBC توسط مدل RF به دست آمد. نتايج همچنين نشان داد كه داده‌هاي سنجش از دور به‌عنوان مجموعه داده‌هاي به‌راحتي در دسترس مي‌توانند به‌طور قابل اعتمادي پارامترهاي جذب فسفر را در منطقه مورد مطالعه پيش‌بيني كنند. نتايج تحليل اهميت متغير نشان داد كه از بين ويژگي‌هاي خاك ظرفيت تبادل كاتيوني (CEC) و محتواي رس و در بين شاخص‌هاي سنجش از دور B5/B7، شاخص مياني، شاخص رنگ‌بندي، شاخص اشباع و OSAVI ضروري‌ترين عوامل براي پيش‌بيني پارامتر جذب فسفر بودند. مطالعات بيشتر براي استفاده از ساير داده‌هاي سنجش از نزديك به منظور بهبود پيش‌بيني پارامترهاي جذب فسفر براي تصميم‌گيري دقيق در سراسر چشم‌انداز توصيه مي‌شود.

220973

مديريت منابع آب

مهندسي كشاورزي

دانشگاه صنعتي اصفهان