بررسي رطوبت سطح خاك شهرستان اردبيل با استفاده داده‌هاي ماهواره‌اي لندست 8 و سنتيل 1

زمينه و هدف: رطوبت سطحي خاك، متغيري مهم در چرخه آبي طبيعت بوده و مي تواند تحت تأثير عوامل مختلفي از جمله دما و مشخصات خاك قرار گيرد. استفاده از سنسوهاي زمين براي اندازه گيري رطوبت خاك منجر به صرف زمان و توزيع نامناسب نمونه ها در مقياس هاي بزرگ شود بنابراين سنجش ازدوري مي تواند ابزار مهمي در برآورد رطوبت خاك باشد. هدف پژوهش حاضر استفاده از مدل TOTRAM با استفاده از تصاوير لندست 8 و روش SVR با استفاده از تصاوير سنتيل1 براي برآورد رطوبت خاك مي باشد.روش پژوهش: شهرستان اردبيل به عنوان مركز استان اردبيل در شمال غرب كشور واقع است. در مطالعه حاضر براي استخراج رطوبت خاك از دو روش TOTRAM بر مبناي توزيع پيكسل در فضاي LST-VI و روش SVR با استفاده از تكنيك SAR و داده سنتينل 1 استفاده شده است. جهت پياده سازي روش TOTRAM تصاوير لندست 8 مرتبط با تاريخ هاي 1398/4/29 و 1398/05/30 دانلود و پس از استخراج نقشه هاي NDVI و LST، اقدام به بررسي همبستگي بين متغير وابسته رطوبت و متغيرهاي مستقل دما و پوشش گياهي با استفاده از رگرسيون وزن دار جغرافيايي (GWR) شده است. براي اجراي روش SVR پس از دستيابي به تصاوير سنتينل 1 مربوط به تاريخ هاي 1398/05/31 و 1398/04/27، داده هاي رطوبت خاك محصول FLDAS و محصول 500 متري سالانه ماهواره موديس (MCD12Q1) جهت طبقه بندي پوشش اراضي در سامانه Google Earth engine فراخواني شدند و نقشه هاي مرتبط با رطوبت خاك استخراج شد. پس از استخراج نقشه هاي رطوبت نحوه ي توزيع رطوبت با استفاده از شاخص محلي موران بررسي شده است. بر طبق تعريف اين شاخص مقادير مثبت يك براي اين شاخص نشان دهنده ي خوشه اي بودن توزيع خواهد بود.يافته ها: بررسي نقشه رطوبت حاصل از روش SVR تمركز رطوبت در مناطقي با حضور پوشش گياهي و آب را نشان داد و تغيير وضعيت رطوبت از تير به مرداد قابل مشاهده بوده است. الگوي رطوبت انعكاس الگوي بارشي را نشان داده است به طوري كه حداكثر بارش و رطوبت در فروردين بوده و در تابستان هر دو مؤلفه ي بارش و رطوبت كاهش داشته اند. بررسي روش TOTRAM و اعمال روش GWR همبستگي كامل NDVI-LST و رطوبت را نشان داد. البته همبستگي بين LST و رطوبت با مقادير (بتا) B و خطاي استاندارد (SE) 0/995 و صفر متناسب با مرداد و 0/981و صفر متناسب با تيرماه بيشترين همبستگي را نسبت به متغير پوشش گياهي با پارامتر وابسته ي رطوبت نشان داده است كه اين همبستگي در مرداد ماه با افزايش مقدار ضريب تعيين R2 به 0/997 و كاهش معني داري NDVI به مقدار 0/415 در تيرماه به مراتب بيشتر شده است. اعمال شاخص محلي موران با مقادير كمتر از 0.05 برايp-value و مقادير مثبت z و عدد نزديك مثبت يك براي شاخص موران خوشه اي بودن توزيع متغير رطوبت را نشان داده است.نتايج: بررسي نتايج روش هاي TOTRAM و SVR وابستگي وضعيت رطوبت خاك به شرايط و خوشه اي بودن توزيع رطوبت را نشان داد. با توجه به ضرايب همبستگي حاصل از رگرسيون وزن دار جغرافيايي همبستگي بيشتري بين متغير دما و رطوبت به ويژه در مرداد ماه به دليل كاهش تراكم پوشش گياهي مشاهده شده است. بررسي نقشه هاي الگوريتم SVR نشان داد در مناطقي با حضور پوشش گياهي و بخصوص تراكم آن شاهد افزايش و با افزايش دما شاهد كاهش رطوبت هستيم. همچنين هماهنگي الگوي هاي رطوبت الگوريتم SVR و بارش رابطه مستقيم بين رطوبت و بارش را نشان داد. با توجه به اينكه روش SVR از تصاوير سنتينل 1 و پارامترهايي نظير شدت پراكنش رادار و طبقه بندي پوشش اراضي استفاده مي كند مي توان انتظار نتايج دقيق تري از اين الگوريتم داشت.