مقايسه چند روش درون يابي مكاني و انتخاب مناسب ترين روش براي پهنه بندي نيترات و فسفات در آب زيرزميني شهركرد

Comparison of spatial interpolation methods and selecting the appropriate method for mapping of nitrate and phosphate in the Shahrekord Aquifer

انتخاب و به كارگيري روش درون يابي مناسب مي تواند منجر به توليد نقشه هايي دقيق تر و صحيح تر گردد. هدف از انجام اين پژوهش تعيين مناسب ترين روش درون يابي از بين انواع كريجينگ، وزن دهي معكوس فاصله (با توان 1 تا ?) و انواع كوكريجينگ جهت پهنه بندي و نقشه كشي مولفه هاي نيترات و فسفات در آب زيرزميني دشت شهركرد بود. براي اين منظور از داده‏هاي غلظت نيترات و فسفات 97 حلقه چاه كشاورزي دشت شهركرد استفاده شد. در روش كريجينگ معمولي نيترات، مقدار R2 حداقل99/0، mg/L 1 RMSE < و mg/L 1/0ME < و در پهنه بندي فسفات به روش كريجينگ معمولي مقدار R2 نزديك به واحد،01/0 RMSE= و ME نزديك به صفر به دست آمد. كارآيي روش وزن دهي معكوس فاصله در پهنه بندي نيترات و فسفات ضعيف تر از كريجينگ بود و با افزايش توان روش معكوس فاصله مقدار R2 كاهش و مقدار RMSE افزايش يافت. با اين حال توان 1 معكوس فاصله را در شرايطي مي‏توان جايگزين كريجينگ كرد. در پهنه بندي نيترات يا فسفات روش كوكريجينگ با استفاده از يكديگر به عنوان متغير كمكي ارزش هزينه آن را ندارد. نقشه هاي حاصل از ويژگي هاي تغيير نماي منتخب و روش كريجينگ معمولي براي نيترات و فسفر نشان داد ميزان آلودگي آب زيرزميني شهركرد به اين دو آلاينده از شمال به جنوب دشت روبه افزايش است. همخواني خلاصه ي آماري مشاهدات با خلاصه ي آماري نقشه ها كه به روش كريجينگ تولي شده بودند دقت خوب اين روش را نشان داد. در مجموع استفاده از روش كريجينگ معمولي به دليل دقت بيشتر، محاسبات كمتر و نياز به داده كمتر در بين روش هاي مقايسه شده، براي پهنه بندي نيترات و فسفات آب زيرزميني شهركرد توصيه مي شود.

Selecting appropriate interpolation method can lead to the production of more accurate maps. The aim of this study was to determine the appropriate method of interpolation and mapping for nitrate and phosphate in the Shahrekord Aquifer from the methods: kriging, co-kriging and inverse distance weighting. For this purpose, the concentrations of nitrate and phosphate were measured in 97 agricultural wells. For both nitrate and phosphate, the ordinary kriging was appropriate and enough. For nitrate, ordinary kriging resulted in R2 =0.99, RMSE < 1 mg / L and ME < 0.1 for nitrate; and R2 close to the unity, RMSE =0.01 and ME close to zero for phosphate. Efficiency of the inverse distance weighting method was weaker than kriging and its efficiency statistic further deteriorated by increasing its exponent from 1 to 5. However, this method is a good alternative for kriging. Co-kriging did not improve the interpolation over kriging and therefore, is not worth the costs and efforts involved. Maps showed that the concentrations of both pollutants increased from the northwestern to the southwestern part of the aquifer. Examination of conformity of observations statistical summary to maps further indicated the applied kriging was appropriate. In general, using ordinary kriging is recommended for mapping of nitrate and phosphate in the Shahrekord Aquifer, due to higher accuracy, less calculation and less required data.