اشتقاق و اعتبارسنجی توابع انتقالی طیفی پارامتریک به‌منظور برآورد ویژگی‌های هیدرولیکی خاک در گستره VIS-NIR-SWIR
الموضوعات :ابراهیم بابائیان 1 , مهدی همایی 2 , علی اکبر نوروزی 3
1 - دانشجوی دکتری؛ گروه خاک‌شناسی؛ دانشگاه تربیت مدرس؛ دانشکده کشاورزی؛ تهران، ایران
2 - استاد؛ گروه خاک‌شناسی؛ دانشگاه تربیت مدرس؛ دانشکده کشاورزی؛ 336-14115، تهران، ایران
3 - استادیار؛ پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری، تهران، ایران
الکلمات المفتاحية: بازتاب طیفی, ضریب آبگذری اشباع, منحنی حذف پیوستار, منحنی رطوبتی,
ملخص المقالة :
ویژگی‌های هیدرولیکی خاک اهمیت زیادی در چرخۀ آبی طبیعت دارند. هدف از انجام این پژوهش، امکان‌سنجی استفاده از اطلاعات طیفی خاک در گستره مرئی، مادون قرمز نزدیک و میانی (2500-350 نانومتر) به‌منظور برآورد پارامتریک ویژگی‌های هیدرولیکی خاک بود. بدین منظور، بازتاب ابرطیفی نمونه‌های خاک با استفاده از دستگاه اسپکترورادیومتر و به کمک روش‌های استاندارد اندازه‌گیری شد. پس از انجام پیش‌پردازش‌های طیفی، همبستگی بین مقادیر بازتاب در هر یک از طول موج‌های منحنی‌های حذف پیوستار طیفی با پارامترهای هیدرولیکی مدل معلم- ون‌گنوختن ( ، n و Ks*) مورد بررسی قرار گرفت. سپس با استفاده از روش رگرسیون مرحله‌ای چندگانه، روابط ریاضی مربوطه پی‌ریزی و تحت عنوان توابع انتقالی طیفی پارامتریک (PSTFs) نامگذاری شدند. بر اساس نتایج، بیشترین ضریب همبستگی بین متغیرها در طول موج‌های نزدیک به 550 و 2300 نانومتر (برای پارامترهای و n ) و 1927 نانومتر (برای پارامتر Ks*) به‌دست آمد. توابع انتقالی طیفی دقت تقریباً یکسانی در برآورد پارامترهای (54/0=R) و n(58/0=R) نشان دادند. در حالی‌که این توابع، بهترین تخمین‌ها را برای پارامتر Ks*با ضریب همبستگی (R) برابر با 76/0 نشان دادند. با استفاده از توابع انتقالی طیفی، مقدار رطوبت خاک به ازای تمامی پتانسیل‌های ماتریک با متوسط RMSE برابر cm3 cm-3 017/0 برآورد شد. بر اساس نتایج این پژوهش، اگرچه پارامترهای هیدرولیکی تخمینی با دقت بسیار بالایی همراه نبودند، لیکن این رویکرد ضمن آن‌که می‌تواند به عنوان کاربرد نوینی از طیف‌سنجی خاک مطرح شود، می‌تواند به عنوان روشی غیرمستقیم برای برآورد پارامتریک ویژگی‌های هیدرولیکی خاک نیز معرفی شود.
