تخمين ميزان آهك خاك در كانون هاي گردوغبار با استفاده از طيف سنجي VNIR و تصاوير ماهواره اي سنجنده OLI

Estimating the measure of the soil’s lime in dust’s centers by using of VINR spectroscopy and satellite images of OLI

يكي از بزرگترين چالش هاي عصر حاضر تخريب خاك و به دنبال آن تخريب سرزمين مي باشد. يكي از عوامل تخريب خاك در كانون هاي گردوغبار، كيفيت پايين تغذيه خاك به عنوان بستر رشد و توسعه پوشش گياهي مي باشد. آهك يكي از عواملي اصلي كاهش كيفيت تغذيه اي خاك مي باشد. زمان بر و پرهزينه بودن روش آزمايشگاهي تخمين آهك خاك، بررسي روش هاي سريع و غيرمخرب مانند تصاوير ماهواره اي و طيف سنجي VNIR را ضروري مي نمايد. در اين پژوهش 29 نمونه خاك دست نخورده هم زمان با تصويربرداري ماهواره لندست 8 از دو كانون برداشت گرديد. اين نمونه ها در سه حالت، IMS، IDS و SMD طيف سنجي شدند. ميزان آهك نمونه هاي سطحي و مخلوط در آزمايشگاه اندازه گيري شد. از روش شاخص خاك و روش رگرسيون حداقل مربعات جزئي PLSR براي پردازش داده ها استفاده شد. نتايج روش PLSR براي حالت SMD R2=0.30 و 1/84=RMSE و براي حالت هاي IDS و IMS به ترتيب RMSe=0.85، 0.87 و R2=0.13، 0.08 بدست آمد. نتايج روش شاخص RI براي حالت هاي SMD، IDS و IMS به ترتيب R2=0.56، 0.29، 0.19 و RMSe=1.41، 0.75، 0.80 به دست آمد كه نتايج براي حالت SMD قابل قبول بود. نتايج روش PLSR براي تصوير ماهواره ايR2=0.84 and RMSe=0.34 به دست آمد. اما نتايج مربوط به استفاده از سه شاخص RI، DI، NDI به ترتيب R2=0.28، 0.08، 0.31 and RMSe=0.75، 0.86، 0.74 به دست آمد كه نتايج اين بخش نسبت به روش PLSR ضعيف و غيرقابل قبول بود. بر اين اساس نقشه مربوط به آهك منطقه با روش PLSR تهيه گرديد.

In the present age، one of the most important challenges is soil erosion and consequently land degradation. One of the reasons of soil erosion in the source areas of dust is the low quality of nourishing the soil at the base of growth and development of vegetation. Lime is one of the main factors of decreasing the quality of nourishing the soil. Soil’s lime measuring by laboratory method is time consuming and expensive، thus developing the non-destructive and fast methods like the satellite and VNIR spectrometry data is necessary. In this study 29 intact soil samples have been collected on the same day of Landsat 8 satellite’s overpass from two sources. The spectroscopy has been done on these samples in three modes: IMS، IDS، and SMD. The surface and mixed samples lime have been measured in the laboratory. The soil index and PLSR methods have been used for processing data. The results obtained from PLSR method for SMD mode were R2=0.30 and RMSe=1.84 and for IDS and IMS modes were R2=0.13، 0.08 and RMSe=0.85، 0.87 respectively. The results of the RI index for SMD، IDS، and IMS were R2=0.56، 0.29، 0.19 and RMSe=1.41، 0.75، 0.80 respectively، that the results for SMD mode were acceptable. The results of image in PLSR method were R2=0.84 and RMSe=0.34. But the results related to using RI، DI، and NDI indices (R2=0.28، 0.08، 0.31 and RMSe=0.75، 0.86، 0.74، respectively)، were unacceptable and weaker than PLSR method. Based on these results the lime map has been produced by using PLSR method.