برآورد تغييرات مكاني رطوبت خاك با بهره‌گيري از روش جنگل تصادفي و ويژگي‌هاي محيطي حاصل از تصاوير ماهواره‌اي در حوضه مرغاب خوزستان

در مديريت اراضي، تهيه نقشه يكپارچه تغييرات رطوبت خاك با وضوح مكاني بالا و كيفيت مناسب از اهميت بالايي برخوردار است. با توجه به كمبود ايستگاه‌هاي هواشناسي و هيدرومتري در حوزه‌هاي آبخيز، به‌ ويژه در مناطق كوهستاني، مطالعات ميداني بررسي تغييرات رطوبت خاك فرآيندي زمان ‌بر، پرهزينه و با خطا است. جهت دستيابي به مدلي مناسب براي پيش بيني مكاني رطوبت خاك در فصل كم بارش در حوضه مرغاب استان خوزستان با مساحت 683 كيلومترمربع، نمونه برداري ميداني به تعداد 174 نقطه در چهار عمق استاندارد با پروژه جهاني نقشه‌ برداري رقومي خاك (5-0 ، 5-15 ، 15-30 و 60-30 سانتي متري) صورت گرفت. نقشه هاي تغييرات مكاني رطوبت خاك با استفاده از اجراي مدل يادگيري ماشين جنگل تصادفي (RF) و دو مجموعه داده ي فضا پايه شامل ويژگي‌هاي بيوفيزيكي سطح حاصل از تصاوير ماهواره لندست8 و سنتينل2 و ويژگي‌هاي توپوگرافي مستخرج از مدل رقومي ارتفاع توليد گرديد. مناسب ترين ويژگي هاي كمكي پيش‌ بيني كننده رطوبت خاك با روش حذف ويژگي برگشتي انتخاب گرديدند. نتايج ميانگين تغييرات رطوبت خاك از لايه اول تا لايه چهارم به ترتيب 2/2، 3/24، 3/41 و 4/6 درصد مشاهده گرديد. در عمق سطحي (5-0 سانتيمتر)، ويژگي هاي بيوفيزيك ارتباط بيش‌تري با تغييرات مكاني رطوبت خاك از خود نشان دادند و در اعماق پايين تر، ويژگي هاي توپوگرافي اهميت بالاتري را نشان دادند. بررسي كارايي مدل RF در ارتباط با نوع تصوير مورد استفاده براي توليد ويژگي هاي بيوفيزيكي بيانگر آن است كه بر مبناي ضريب تطابق همبستگي مدل، استفاده از تصاوير سنتينل2 در تلفيق با فاكتورهاي توپوگرافي در عمق هاي استاندارد بين 1/28 تا 3/66 درصد از دقّت بالاتري نسبت به تصاوير لندست8 برخوردار است. به‌ طور كلي الگوريتم جنگل تصادفي به همراه ويژگي هاي بيوفيزيكي مستخرج از سنتينل دو و داده هاي توپوگرافي در سطح حوضه آبخيز قادر است نقشه‌هاي رطوبت خاك را با دقّت بالايي فراهم نمايد.