تعداد نشریات | 161 |
تعداد شمارهها | 6,532 |
تعداد مقالات | 70,500 |
تعداد مشاهده مقاله | 124,091,179 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 97,195,137 |
استفاده از روش طیفسنجی مرئی-مادون قرمز نزدیک در مدلسازی شوری خاک اراضی مستعد تولید ریزگرد استان خوزستان | ||
تحقیقات آب و خاک ایران | ||
مقاله 9، دوره 50، شماره 8، دی 1398، صفحه 1951-1962 اصل مقاله (1.16 M) | ||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22059/ijswr.2019.278116.668150 | ||
نویسندگان | ||
منصور چترنور1؛ احمد لندی* 2؛ احمد فرخیان فیروزی3؛ علی اکبر نوروزی4؛ حسینعلی بهرامی5 | ||
1دانشجوی دکتری، گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران | ||
2استاد، گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران و عضو مرکز پژوهشی منطقهای ریزگردها، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران | ||
3دانشیار، گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران | ||
4دانشیار، هیئت علمی پژوهشی، پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری، تهران، ایران | ||
5دانشیار، گروه خاکشناسی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران | ||
چکیده | ||
سطح وسیعی از اراضی شور و نیمه شور استان خوزستان به علت عدم پوشش سطحی و مقاومت کم خاک در برابر باد فرساینده به کانونهای مستعد تولید ریزگرد تبدیلشدهاند. هدف از این پژوهش مدلسازی شوری خاک مناطق حساس به تولید ریزگرد استان خوزستان با روش طیفسنجی امواج مرئی و مادونقرمز نزدیک (2500-350 نانومتر) بود. از مدلهای چند متغیره رگرسیون حداقل مربعات جزئی، شبکه عصبی مصنوعی و مدل جنگل تصادفی برای مدلسازی شوری خاک به کار گرفته شد. طیف بازتابی خاک با دستگاه طیفسنج زمینی (FieldSpec) تعیین شد. همچنین روشهای پیشپردازش فیلتر ساویتزی گولای، مشتق اول به همراه فیلتر ساویتزی گولای (FD-SG)، مشتق دوم به همراه فیلتر ساویتزی گولای (SD-SG)، روش نرمالسازی استاندارد (SNV) و روش حذف پیوستار (CR)، جهت حذف نویز و افزایش دقت مدلهای چند متغیره مورد استفاده قرار گرفت. نتایج نشان داد که مدل ترکیبی حداقل مربعات جزئی- شبکه عصبی مصنوعی با معیارهای ارزیابی (65/2 - 40/3 =(RPDcal در برآورد شوری خاک دقت مناسبی دارد. در مقابل مدل ترکیبی حداقل مربعات – جنگل تصادفی نیز کمترین دقت (98/1-85/0= (RPDcal را نشان داد. پیشپردازش طیف اصلی در دو مدل شبکه عصبی و رگرسیون حداقل مربعات جزئی سبب افزایش نسبی دقت مدل شد درحالیکه در مدل جنگل تصادفی پیشپردازش سبب کاهش دقت برآورد مدل، نسبت به طیف اصلی شد. محدوده 1800،1900، 2000، 2300 و 1500 نانومتر به عنوان طول موج کلیدی متأثر از شوری خاک شناسایی شد. از طول موجهای کلیدی بهدست آمده، میتوان در مطالعات دورسنجی و تهیه نقشه شوری مناطق حساس به تولید گرد و غبار استان خوزستان استفاده کرد. | ||
کلیدواژهها | ||
رگرسیون حداقل مربعات جزئی؛ پیشپردازش؛ فیلتر ساویتزی گولای؛ طول موج کلیدی؛ مدل جنگل تصادفی | ||
مراجع | ||
Breiman, L. (1999). Using adaptive bagging to debias regressions: Technical Report 547, Statistics Dept. UCB Breiman, L. (2001). Random forests. Machine learning, 45(1), 5-32 CAMO, A. (1998). The Unscrambler User Manual. CAMO ASA Norway Caudill, M, (1987) Neural networks primer, part I. AI expert, 2(12), 46-52 Chang, C.-W., Laird, D. A., Mausbach, M. J., & Hurburgh, C. R. (2001). Near-infrared reflectance spectroscopy–principal components regression analyses of soil properties. Soil Science Society of America Journal, 65(2), 480-490 Chen, X.-W., & Liu, M. (2005). Prediction of protein–protein interactions using random decision forest framework. Bioinformatics, 21(24), 4394-4400 Clark, R.N., 1999. Chapter 1: Spectroscopy of Rocks and Minerals and Principles of Spectroscopy, Manual of Remote Sensing. (A.N. Rencz, ed.) John Wiley and Sons, New York, p 3-58, 1999. (Invited book chapter) Online at: http://speclab.cr.usgs.gov. Curcio, D., Ciraolo, G., D’Asaro, F., & Minacapilli, M. (2013). Prediction of soil texture distributions using VNIR-SWIR reflectance spectroscopy. Procedia Environmental Sciences, 19, 494-503 Curran, P.J., Dungan, J.L., Peterson, D.L., 2001. Estimating the foliar biochemical concentration of leaves with reflectance spectrometry, testing the Kokaly and Clark methodologies. Rem. Sens. Environ. 76: 349–359. Demuth, H., & Beale, M. (1998). Neural network toolbox: For use with MATLAB, Natick, MA: The Math Works. Inc.. OpenURL Drake, N. (1995). Reflectance spectra of evaporite minerals (400-2500 nm): applications for remote sensing. International Journal of Remote Sensing, 16(14), 2555-2571. Farifteh, J., Van der Meer, F., Atzberger, C., & Carranza, E. (2007). Quantitative analysis of salt-affected soil reflectance spectra: A comparison of two adaptive methods (PLSR and ANN). Remote Sensing of Environment, 110(1), 59-78 Farifteh, J., Van der Meer, F., Van der Meijde, M., & Atzberger, C. (2008). Spectral characteristics of salt-affected soils: A laboratory experiment. Geoderma, 145(3-4), 196-206 Fearn, T., Riccioli, C., Garrido-Varo, A., & Guerrero-Ginel, J. E. (2009). On the geometry of SNV and MSC. Chemometrics and Intelligent Laboratory Systems, 96(1), 22-26 Gomez, C., Lagacherie, P., & Coulouma, G. (2008). Continuum removal versus PLSR method for clay and calcium carbonate content estimation from laboratory and airborne hyperspectral measurements. Geoderma, 148(2), 141-148 Hassani, A., Bahrami, H., Noroozi, A., & Oustan, S. (2014). Visible-near infrared reflectance spectroscopy for assessment of soil properties in gypseous and calcareous soils. Journal of Watershed Engineering and Managemen He, T., Wang, J., Lin, Z., & Cheng, Y. (2009). Spectral features of soil organic matter. Geo-spatial Information Science, 12(1), 33-40 Huber, S., Kneubuhler, M., Psomas, A., Itten, K., Zimmermann, N.E. 2008. Estimating foliar biochemistry from hyperspectral data in mixed forest canopy. For. Ecol. Manage, 256: 491-501. Huang, Z., Turner, Brian, J., Dury, Stephen J., Wallis, Ian R. Foley, William, J. 2004. Estimating foliage nitrogen concentration from HYMAP data using continuum removal analysis. Remote Sensing of Environment, 93(1): 18-29 Iran Meteorological Organization( http://www.irimo.ir/far/index.php) Ji, W., Adamchuk, V. I., Biswas, A., Dhawale, N. M., Sudarsan, B., Zhang, Y., . . . Shi, Z. (2016). Assessment of soil properties in situ using a prototype portable MIR spectrometer in two agricultural fields. biosystems engineering, 152, 14-27 Ji, W., Li, S., Chen, S., Shi, Z., Rossel, R. A. V., & Mouazen, A. M. (2016). Prediction of soil attributes using the Chinese soil spectral library and standardized spectra recorded at field conditions. Soil and Tillage Research, 155, 492-500 Khayamim, F., Khademi, H., Stenberg, B., & Wetterlind, J. (2015). Capability of vis-NIR Spectroscopy to Predict Selected Chemical Soil Properties in Isfahan Province. JWSS-Isfahan University of Technology, 19(72), 81-92. Kokaly, R.F. 2011. PRISM: Processing routines in IDL for spectroscopic measurements (installation manual and user’s guide, version 1.0): U.S. Geological Survey Open-File Report 2011–1155, 431p. Mohamed, E., Saleh, A., Belal, A., & Gad, A. A. (2018). Application of near-infrared reflectance for quantitative assessment of soil properties. The Egyptian Journal of Remote Sensing and Space Science, 21(1), 1-14 Nawar, S., Buddenbaum, H., & Hill, J. (2015). Estimation of soil salinity using three quantitative methods based on visible and near-infrared reflectance spectroscopy: a case study from Egypt. Arabian Journal of Geosciences, (7) 8, 5127-5140. Nawar, S., Buddenbaum, H., Hill, J., & Kozak, J. (2014). Modeling and mapping of soil salinity with reflectance spectroscopy and landsat data using two quantitative methods (PLSR and MARS). Remote Sensing, 6(11), 10813-10834 Nawar, S.,Buddenbaum, H., Hill, J., Kozak, J., & Mouazen, A. M. (2016). Estimating the soil clay content and organic matter by means of different calibration methods of vis-NIR diffuse reflectance spectroscopy. Soil and Tillage Research, 155, 510-522 Pu, R., Ge, S., Kelly, N., & Gong, P. (2003). Spectral absorption features as indicators of water status in coast live oak (Quercus agrifolia) leaves. International Journal of Remote Sensing, 24(9), 1799-1810 Rahmati, H., Gholizadeh, S., & Ansari, H. (2018). Estimation runoff of Bara-Ariye basin using WetSpa and artificial neural network models. journal of geography and planning, 21(62), 95-115 (In Farsi). Rossel, R. V., Cattle, S. R., Ortega, A., & Fouad, Y. (2009). In situ measurements of soil colour, mineral composition and clay content by vis–NIR spectroscopy. Geoderma, 150(3-4), 253-266 Silva, E. B., ten Caten, A., Dalmolin, R. S. D., Dotto, A. C., Silva, W. C., & Giasson, E. (2016). Estimating Soil Texture from a Limited Region of the Visible/Near-Infrared Spectrum Digital Soil Morphometrics (pp. 73-87): Springer Sjöström, M., Wold, S., Lindberg, W., Persson, J.-Å., & Martens, H. (1983). A multivariate calibration problem in analytical chemistry solved by partial least-squares models in latent variables. Analytica Chimica Acta, 150, 61-70 Dehaan, R., & Taylor, G. (2002). Field-derived spectra of salinized soils and vegetation as indicators of irrigation-induced soil salinization. Remote Sensing of Environment, 80(3), 406-417 Wang, J., Ding, J., Abulimiti, A., & Cai, L. (2018). Quantitative estimation of soil salinity by means of different modeling methods and visible-near infrared (VIS–NIR) spectroscopy, Ebinur Lake Wetland, Northwest China. PeerJ, 6e4703 Wang, J., Li, Z., Qin, X., Yang, X., Gao, Z., & Qin, Q. (2014). Hyperspectral predicting model of soil salinity in Tianjin costal area using partial least square regression. Paper presented at the Geoscience and Remote Sensing Symposium (IGARSS), 2014 IEEE International Weng, Y., Gong, P., & Zhu, Z. (2008). Soil salt content estimation in the Yellow River delta with satellite hyperspectral data. Canadian Journal of Remote Sensing, 34(3), 259-270 Wenjun, J., Zhou, S., Jingyi, H., & Shuo, L. (2014). In situ measurement of some soil properties in paddy soil using visible and near-infrared spectroscopy. PloS one, 9(8), e105708 Xu, C., Zeng, W., Huang, J., Wu, J., & van Leeuwen, W. (2016). Prediction of soil moisture content and soil salt concentration from hyperspectral laboratory and field data. Remote Sensing, 8(1), 42 Xuemei, L., & Jianshe, L. (2013). Measurement of soil properties using visible and short wave-near infrared spectroscopy and multivariate calibration. Measurement, 46(10), 3808-3814 Zeng, W., Zhang, D., Fang, Y., Wu, J., & Huang, J. (2018). Comparison of partial least square regression, support vector machine, and deep-learning techniques for estimating soil salinity from hyperspectral data. Journal of Applied Remote Sensing, 12(2), 022204
| ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 967 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 522 |