Journal of Geospatial Information Technology

fa ارتقاء صحت برآورد رس، سیلت و شن خاک با حذف اثر رطوبت از بازتابندگی طیفی Improving the clay, silt and sand of soil prediction by removing the influence of moisture on reflectance using EPO سنجش از دور RS پژوهشي Research رطوبت خاک یکی از مهمترین پارامترهای تاثیرگذار بر بازتاب طیفی خاک است. تغییرپذیری بالای رطوبت از نظر زمانی و مکانی، مانع بزرگی در تخمین ویژگیهای خاک با استفاده از دادههای طیفسنجی میدانی ایجاد مینماید. لذا توسعه روشی که بتواند تاثیرپذیری برآورد ویژگیهای خاک از تغییرات رطوبت را به حداقل برساند، ضروری است. برای حذف اثر رطوبت از بازتاب طیفی خاک، الگوریتم متعامدسازی پارامتر خارجی (EPO) توسعه داده شد. روش اعتبارسنجی متقاطع برای تعیین تعداد مؤلفه بهینه در ماتریس EPO مورد استفاده قرار گرفت. بازتابندگی طیفی ۱۷۵ نمونه خاک در ۷ سطح رطوبتی (هواخشک، ۶، ۱۲، ۱۸، ۲۴، ۳۰ و ۳۶٪) اندازهگیری شد. با استفاده از الگوریتم EPO توسعه یافته، اثر رطوبت از طیفهای اندازه گیری شده برداشته شد. مدل رگرسیون حداقل مربعات جزئی (PLSR) برای مجموعه داده بدون و با اثر رطوبت واسنجی و سپس برای برآورد اجزای بافت خاک استفاده شد. حضور رطوبت در نمونههای خاک منجر به کاهش دقت برآورد رس (از 70/0=R2 به 38/0=R2)، سیلت (از 34/0=R2 به 20/0=R2) و شن (از 40/0=R2 به 30/0=R2) با استفاده از مدلهای PLSR واسنجی شده از نمونه های خشک میشود. کاهش دقت در سطح رطوبتی بالاتر با شدت بیشتری اتفاق میافتد. حذف اثر رطوبت بوسیله الگوریتم EPO منجر به افزایش R2 در برآورد رس، سیلت و شن خاک با استفاده از مدل PLSR، به ترتیب، به میزان ۲۳/۰ و ۱۲/۰ و ۱۶/۰ گردید. <a name="_Hlk43629204">بنابراین با استفاده از الگوریتم </a>EPO، قابلیت طیفسنجی برای برآورد اجزای بافت خاک تحت تاثیر تغییرات رطوبت خاک قرار نمیگیرد و امکان استفاده از مدلهای توسعه یافته از نمونههای هواخشک در مطالعات میدانی فراهم میشود. Moisture is one of the most important factors that affects soil reflectance spectra. Time and spatial variability of soil moisture leads to reducing the capability of spectroscopy in soil properties estimation. Developing a method that could lessen the effect of moisture on soil properly prediction using spectrometry, is necessary. This paper utilises an external parameter orthogonalisation (EPO) algorithm to remove the effect of soil moisture from spectra for the estimation of texture element contents of soil. ?????The reflectance of 175 soil samples with nominal moisture contents approximately air dry, 6, 12, 18, 24, 30 and 36% were measured. Cross validation was adapted to determine the optimum number of components in the EPO matrix model-coupled. PLSR method has been used for estimation of soil propetrices. The result shows that the presence of moisture leads to reducing the acuraccy reduction of clay (from R2=0.70 to R2=0.38), silt (from R2=0.34 to R2=0.20), and sand (from R2=0.40 to R2=0.30) prediction. Reduction in the accuracy increases by increasing the moisture levels. Removing the effects of moisture from the soil reflectance by EPO algorithm lead to improving 0.23, 0.12 and 0.16 in R2 of clay, silt and sand prediction by PLSR model, respectively. Therefore, using the EPO-PLS method, in any moisture level, VNIR spectroscopy is a viable tool for estimation of soil texture elements. EPO, PLSR, طیف‌سنجی, رطوبت خاک, بافت خاک. EPO, PLSR, spectroscopy, soil moisture, soil texture. 59 74 http://jgit.kntu.ac.ir/browse.php?a_code=A-11-792-2&slc_lang=fa&sid=1 Saham Mirzaei سهام میرزایی 10031947532846007410 10031947532846007410 No University of Tehran دانشگاه تهران علی درویشی بلورانی ali.darvishi@ut.ac.ir 10031947532846007411 10031947532846007411 Yes University of Tehran دانشگاه تهران Hossein Ali Bahrami حسینعلی بهرامی 10031947532846007412 10031947532846007412 No Tarbiat Modares University دانشگاه تربیت ‌مدرس Seyyed Kazem Alavipanah سیدکاظم علوی پناه 10031947532846007413 10031947532846007413 No University of Tehran دانشگاه تهران Ali jafar Mousivand علی جعفر موسیوند 10031947532846007414 10031947532846007414 No Tarbiat Modares University دانشگاه تربیت ‌مدرس