ارزيابي روش‌هاي زمين آمار در تهيه نقشه فرسايندگي باران استان فارس

Evaluation of geostatistical methods for rainfall erosivity mapping, Fars province

انرژي فرسايندگي باران يكي از عوامل موثر در ايجاد فرسايش باراني است كه در مبحث فرسايش آبي از اهميت ويژه‌اي برخوردار است. تهيه نقشه پهنه‌بندي فرسايندگي باران و آگاهي از ميزان تغييرات آن، نقش مهمي در تهيه طرح‌هاي حفاظت خاك، كنترل فرسايش و مديريت اراضي يك منطقه ايفا مي‌كند. هدف از انجام اين تحقيق، ارزيابي روش‌هاي زمين‌آمار در تهيه نقشه فرسايندگي باران در استان فارس و پهنه‌بندي منطقه از نظر شدت فرسايندگي باران است. در اين تحقيق، پس از جمع‌آوري آمار بارندگي 92 ايستگاه هواشناسي با طول دوره آماري 20 ساله و با پراكنش مناسب در سطح استان، فرسايندگي باران با استفاده از شاخص فورنيه اصلاح شده براي كليه ايستگاه‌ها محاسبه و سپس به­منظور تعميم داده‌هاي نقطه‌ايبه اطلاعات ناحيه‌ايبراي تهيه نقشه فرسايندگي باران، از روش‌هاي مختلف ميان‌يابي شامل كريجينگ معمولي (OK)، كريجينگ ساده (SK) و روش‌هاي معين مانند عكس فاصله (IDW)، تابع شعاعي (RBF)، تخمن گر موضعي (LPI) و تخمين گر عام (GPI) استفاده شد. نتايج بر اساس معيارهاي R بالاتر و MAE و RMSE پايين‌تر نشان داد كه از بين روش‌هاي مختلف ميان­يابي، روش كريجينگ معمولي (OK) به دليل بالاتر بودن مقدار R و پايين تر بودن مقادير RMSE و MAE (وR=0.871،MAE=13.09 و RMSE=18.523)، نسبت به ساير روش‌هاي ميان‌يابي ديگر برتري داشته، در نتيجه به­عنوان روش مناسب در تهيه نقشه فرسايندگي باران در استان فارس انتخاب ‌شد. نتايج به‌دست آمده مويد برتري روش‌هاي زمين‌آماري كريجينگ نسبت به‌روش‌هاي معين است. علاوه بر اين نتايج نشان داد كه 0.24 درصد از كل سطح استان داراي فرسايندگي ناچيز، 27.06 درصد داراي فرسايندگي كم، 43.62 درصد داراي فرسايندگي متوسط، 14.48 درصد داراي فرسايندگي زياد و 14.60 درصد داراي فرسايندگي خيلي زياد است.

Rainfall erosivity is one of the effective factors on rainfall erosion which is very important in water erosion. Preparing rainfall erosivity mapping is an important issue in soil conservation, erosion control and land management. The objective of this research is evaluation of geostatistical methods for rainfall erosivity mapping in Fars province. First, 92 meteorological stations having at least 20 years data and relevant distribution over the region were selected and the modified Fournier index was calculated for each station. Then several interpolation methods including Ordinary Kriging (OK), Simple Kriging (SP) and deterministic methods such as Inverse Distance Weights (IDW), Radial Basis Function (RBF), Local Polynomial Interpolation (LPI) and Global Polynomial Interpolation (GPI) were used in order to extend point data to spatial information in the process of preparing rainfall erosivity map. The evaluation of the results based on higher R value and lower MAE and RMSE values showed that among the studied methods, the OK method has higher R value and lower RMSE and MAE values (R=0.87, MAE=13.09, RMSE=18.52), then it was selected as the most appropriate method for rainfall erosivity mapping in Fars province. Also the results revealed that 0.24% of the province has negligible erosivity, 27.06% has low erosivity, 43.62% has moderate erosivity, 14.48 have high erosivity and 14.6% has very high erosivity.