تخمين هدايت الكتريكي خاك با استفاده از تصاوير فراطيفي هايپريون، مطالعه موردي: شمال دشت اورميه

An Estimation of the Soil Electrical Conductivity by Use of EO-1 Hyperion Satellite Images: A case Study in the North of the Uremia plain

شوري و قليايي بودن خاك يكي از مشكلات عمده در مناطقي است كه ميزان بارندگي در آن‏ها كمتر از ميزان تبخير و تعرق است. در چنين شرايط اقليمي نمك‏هاي محلول در سطح خاك تجمع مي‌يابند و سبب كاهش عملكرد و حاصل‌خيزي خاك مي‏شوند. بنابراين، شناسايي اراضي شور و گستره آن در اين خاك‏ها مي‏تواند به اصلاح و بهبود مديريت آن‏ها كمك كند. اين پژوهش با هدف تخمين مقادير هدايت هيدروليكي خاك‏هاي شور با استفاده از تصاوير ماهواره‏اي هايپريون EO-1 در شمال دشت اورميه انجام شد. در اين بررسي، پاسخ طيفي (Spectral Response) 40 نمونه خاك به‌وسيله طيف‏سنج اسپكتروراديومتر اندازه‏گيري شد. تصوير ماهواره‏اي هايپريون نيز براي شناسايي و طبقه‏بندي كلاس‏هاي شوري از آرشيو سايت USGS گرفته شد. بعد از تصحيحات لازم بر روي اين تصاوير، باندهاي حساس به شوري از نمونه‏هاي طيف‏سنجي شده شناسايي، و شاخص شوري مناسب ايجاد شد. نتايج نشان داد كه شاخص شوري حاصل از باندهاي 41 و 219، بالاترين همبستگي(89/0=2R) را با مقادير شوري دارند. براي برآورد ميزان شوري از مقادير شاخص شوري با استفاده از رگرسيون خطي تك‌متغيره مدلي استخراج شد كه اين مدل با 2/1 RMSE= ميلي‌زيمنس بر سانتي‌متر و 8/0 =2R اعتبارسنجي شد، سپس مدل به‌دست‌آمده بر روي تصوير ماهواره‏اي به‏صورت پيكسل به پيكسل اجرا و صحت كلي 75درصد و ضريب كاپاي 65درصد تعيين شد كه نشان مي‏دهد داده‏هاي هايپريون پتانسيل قابل‏قبولي را براي پيش‏بيني مقادير شوري در منطقه مطالعه‌شده دارند.

Salinization and alkalization are two of the most problematic features of the arid and semi-arid regions, where precipitation is lower than evapotranspiration rate. Under such climatic conditions, soluble salts are accumulated in the soil, bringing about the lessening of the soil productivity and fertility. So, an accurate identification of the salt affected areas is essential to sustainable soil management. The specific objective of this research is the mapping of saline soils through Hyperion EO-1 satellite images, in the Uremia Plain. Throughout the study, spectral responses of 40 saline soil samples were recorded by the Spectroradiometer Fieldspace 3 and Hyperion image to map the soil salinity. These references were obtained from the United State Geological Survey (USGS) archives. Results indicated a significant correlation (R2= 0.89) between Soil salinity Content (SSC) and the percent of reflection at the 42 and 219 bands. A Soil Salinity Spectral index (SSI) was constructed from Continuum Removed Reflectance (CR-Reflectance) at 0.762 and 2.345 micrometers. Subsiquently, a model for estimation of SSC through SSI was constructed using univariate regression. Model validation yielded a Root Mean Square Error (RMSE) of 1.23 ms/cm and an R2= 0.8. The model was calibrated through a Hyperion reflectance image, on a pixel-by-pixel basis, and reasonable agreements with an overall accuracy of 75% and Kappa Coefficient of 0.65. The findings of this project suggest that the satellite hyperspectral data bear the potential of predicting SSC in the study area.