Estimation of saturated hydraulic conductivity of the soil surface layer by combining transfer functions and remote sensing (Case Study: South of Ahwaz Lands)

(1)

Iranian Journal of Soil and Water Research ISNN: 2423-7833 Homepage: http://ijswr.ut.ac.ir

Estimation of saturated hydraulic conductivity of the soil surface layer by combining transfer functions and remote sensing (Case Study: South of Ahwaz

Lands)

Saeed Boroomand

3 | Abd Ali Naseri

2 | Mohammad Albaji 1 |

Mansour Sorkheh Nejad

Nasab 4

artment of Irrigation and Drainage, Faculty of Water and Environmental Engineering, Shahid Chamran University of 1. Dep

[email protected] mail:

- Ahvaz, Ahvaz, Iran. E

2. Corresponding Author, Department of Irrigation and Drainage, Faculty of Water and Environmental Engineering, Shahid [email protected]

mail:

- Chamran University of Ahvaz, Ahvaz, Iran. E

al Engineering, Shahid Chamran University of 3. Department of Irrigation and Drainage, Faculty of Water and Environment

ty of 4. Department of Irrigation and Drainage, Faculty of Water and Environmental Engineering, Shahid Chamran Universi

Article Info ABSTRACT

Article type: Research Article

Article history:

Received: Jan. 17, 2023 Revised: Feb. 19, 2023 Accepted: March. 4, 2023 Published online: March. 21,

2023

Keywords:

Sentinel-2, Soil properties, Soil texture, Vegetation index.

Hydraulic conductivity is one of the most important physical properties of soil, and knowing it plays a vital role in investigating the transport of solutes and pollutants in porous environments such as soil. This study aims to obtain saturated hydraulic conductivity pedotransfer functions (PTFs) using soil properties and satellite images. In this regard, the hydraulic conductivity of soil saturation was performed using the Inversed augerhole method in a part of the southwestern lands of Khuzestan province at 50 points. Then, at these points, surface samples of the soil were taken and soil properties such as soil texture, electrical conductivity, soil organic carbon, and saturated moisture were determined in the laboratory.

In the next step, the indices of Sentinel-2 satellite images were calculated in three categories of soil, vegetation, and moisture indices and 11 PTFs, (PTF1-PTF11) for saturated hydraulic conductivity were obtained in four stages by combining soil properties and these indices.

Finally, the spatial distribution of saturated soil hydraulic conductivity was obtained using the random forest model. The results of the modeling of PTFs of saturated hydraulic conductivity showed that among the 11 models with which PTFs of hydraulic conductivity were performed, the combination of three vegetation indices with soil-found early properties was the most effective for estimating the saturated hydraulic conductivity (PTF7). The values of R², RMSE and MAE for this case were equal to 0.83, 0.40 and 0.166 respectively. Finally, the spatial distribution of saturated hydraulic conductivity using the Random Forest model showed that this model performs the spatial distribution of saturated soil hydraulic conductivity of soil well.

Based on the obtained results, it can be found that the combination of soil properties with the indices obtained from the Sentinel-2 satellite images, creates PTFs of saturated hydraulic conductivity of the soil with very high accuracy.

Cite this article: Sorkheh Nejad, M. Albaji, M. Naseri, A, A., & Boroomand Nasab, S. (2023). Estimation of saturated hydraulic conductivity of the soil surface layer by combining transfer functions and remote sensing (Case Study: South of Ahwaz Lands). Iranian Journal of Soil and Water Research, 54 (1), 105-122.

https://doi.org/10.22059/ijswr.2023.353929.669430

DOI: https://doi.org/10.22059/ijswr.2023.353929.669430

(2)

Homepage: http://ijswr.ut.ac.ir

یکیلوردیه تیاده نیمخت عابشا

رود زا شجنس و یلاقتنا عباوت قیفلت شور هب کاخ یحطس هیلا یدروم هعلاطم(

)زاوها بونج یضارا:

هخرس روصنم

1داژن

|

یجابلا دمحم

2

یرصان یلعدبع|

|3

بسن دنمورب دیعس

4

1 ،یشکهز و یرایبآ هورگ . هدکشناد

طیحم و بآ یسدنهم

،تسیز هاگشناد دیهش

،ناریا ،زاوها نارمچ :همانایار

[email protected]

2 .

،لوئسم هدنسیون ،یشکهز و یرایبآ هورگ

هدکشناد طیحم و بآ یسدنهم

،تسیز هاگشناد

،ناریا ،زاوها نارمچ دیهش همانایار

: scu.ac.ir m.albaji@

3 . ،یشکهز و یرایبآ هورگ هدکشناد

،تسیز هاگشناد

،ناریا ،زاوها نارمچ دیهش :همانایار

[email protected]

4 . ،یشکهز و یرایبآ هورگ هدکشناد

،تسیز هاگشناد وها نارمچ دیهش

،ناریا ،زا :همانایار [email protected]

هلاقم تاعلاطا هدیکچ

:هلاقم عون یشهوژپ ةلاقم

رات ی خ رد ی تفا : 27 / 10 / 1401

رات ی خ یرگنزاب : 30 / 11 / 1401

رات ی خ ذپ ی شر : 13 / 12 / 1401

رات ی خ راشتنا : 1 / 1 / 1402

هژاو یاه :یدیلک

،کاخ تفاب تنس ی لن - 2 ، گ ششوپ صخاش ی

ها ی

،

وی گژ ی اه ی دوز ی تفا کاخ اده

ی ت ه ی لورد ی ک ی کاخ ی ک ی مهم زا رت ی ن و ی گژ ی اه ی ف ی ز ی ک ی م کاخ ی دشاب مهم شقن ،نآ تخانش هک ی

سررب رد ی

لاآ و حلاما لاقتنا ی

هدن اه اربانب .دراد کاخ رد ی

،ن ا زا فده ی ن قتنا عباوت ندروآ تسد هب شهوژپ لا

ی اده ی ت ه ی لورد ی ک ی

کرت زا هدافتسا اب عابشا ی

ب و ی گژ ی اه ی دوز ی تفا و کاخ واصت ی ر هراوهام ا ی اربانب .دوب ی

،ن اده ی ت ه ی لورد ی ک ی عابشا

شخب رد سوکعم کهاچ شور زا هدافتسا اب کاخ ی

ضارا زا ی برغ بونج ی رد ناتسزوخ ناتسا 50

.دش ماجنا هطقن

ا رد ،سپس ی ن هنومن ،طاقن اه ی حطس ی زا و و دش تشادرب کاخ ی

گژ ی اه ی دوز ی تفا اده ،کاخ تفاب دننام کاخ ی

ت

رتکلا ی ک ی

، لآ نبرک ی هزادنا کاخ عابشا تبوطر و کاخ گ

ی ر ی صخاش ،دعب هلحرم رد .دش اه

ی شباتزاب ی ششوپ ،کاخ

گ ی ها ی وطر و یت ی واصت زا هدافتسا اب کاخ ی

ر تنس هراوهام ی

–لن 2 هت ی ه و دندش ی هدزا لاقتنا عبات ی (

PTF1-PTF11

)

ارب ی اده ی ت ه ی لورد ی ک ی ط عابشا ی کرت اب هلحرم راهچ ی

ب و ی گژ ی اه ی دوز ی تفا ا و کاخ ی ن صخاش اه هب تسد دمآ .

رد اهن ی

،ت فداصت لگنج لدم زا هدافتسا اب ی

هنهپ دنب ی اده ی ت ه ی لورد ی ک ی اتن .دمآ تسد هب کاخ عابشا ی

ج لدم زاس ی

لاقتنا عباوت ی اده ی ت ه ی لورد ی ک ی د ناشن کاخ عابشا ب زا هک دا

ی ن ی هدزا لدم ی لاقتنا عباوت هک ی

اده ی ت ه ی لورد ی ک ی عابشا

ا اب کاخ هدافتس نآ زا اه هت ی ه کرت ،دوب هدش ی

ب صخاش اه ی گ ششوپ ی ها ی و اب ی گژ ی اه ی دوز ی تفا ب کاخ ی رتش ی ن

اراک یی ارب ار ی مخت ی ن اده ی ت ه ی لورد ی ک ی ( تشاد عابشا داقم .)PTF7

ی ر

R2

، وRMSE

اربMAE

ی ا ی ن هب تلاح

ترت ی ب اب ربارب 83 / 0 ، 40 / 0 و 16 / 0 نچمه .دوب ی

،ن هنهپ دنب ی اده ی ت ه ی لورد ی ک ی لگنج لدم زا هدافتسا اب عابشا

فداصت ی ا هک داد ناشن ی

ن زوت لدم ی ع ناکم ی اده ی ت ه ی لورد ی ک ی لااب تقد اب ار کاخ عابشا یی

پ ی ش بی ن ی م ی دنک رب .

اتن ساسا ی ج م هدمآ تسد هب ی

ناوت کرت هک تفگ ی

ب و ی گژ ی اه ی دوز ی تفا صخاش اب کاخ اه

ی زا هدمآ تسد هب

واصت ی ر تنس هراوهام ی

لن - 2 ثعاب ، ای داج لاقتنا عباوت ی اده ی ت ه ی لورد ی ک ی سب تقد اب کاخ عابشا ی

را م لااب ی دوش .

دانتسا : هخرس جابلا ؛روصنم ،داژن ی

، رصان ؛دمحم ی

، لعدبع ی

؛ عس ،بسندنمورب ی

د . ( 1402 مخت .) ی ن اده ی ت ه ی لورد ی ک ی عابشا لا ی ه حطس ی فلت شور هب کاخ ی

ق لاقتنا عباوت ی و

دروم هعلاطم( رود زا شجنس ی

ضارا : ی )زاوها بونج

،ناریا کاخ و بآ تاقیقحت هلجم . 4

5 ( 1 ،) 122 - 105 .

https://doi.org/10.22059/ijswr.2023.353929.669430

.ناگدنسیون© .نارهت هاگشناد تاراشتنا هسسؤم :رشان

059/ijswr.2023.353929.669430 https://doi.org/10.22

DOI:

(3)

قم همد

یکی زا هدمع نیرت شلاچ یاه شیپ یور ناسنا اذغ نیمأت و

نیمضت تینما ییاذغ تیعمج ور نرق رد شیازفا هب تسیب

و یم مکی ( دشاب

De

amorim et al., 2019

تیدودحم هک کشخ و مرگ قطانم رد هژیو هب بآ عبانم رادیاپ تیریدم ،نیاربانب .) رتشیب قطانم نیا رد بآ عبانم

،ناراکمه و یورسخ( تسا یرورض رایسب ،تسا 1401

یسرتسد یگنوگچ و هعرزم رد کاخ و بآ عبانم زا رتهب هدافتسا و هنیهب تیریدم .)

هزادنا و تخانش ،هعلاطم هب زاین ،کاخ و بآ طباور رتهب هچره یبایزرا رد ناهایگ یارب کاخ رد دوجوم بآ یگژیو یریگ

یاه یش وکیزیف ییایم

دراد کاخ

(Zhang et al., 2023)

.

تیاده یکیلوردیه یکی1

زا تایصوصخ کیمانیدوردیه

تسا کاخ هک

شقن نییعت هدننک رد یا تکرح و لاقتنا آ ب و حلاما رد کاخ

رد ،نینچمه .دراد هژورپ

یاه

،یشکهز رادقم زا علاطا

تیاده عابشا یکیلوردیه

2کاخ یرورض رایسب ( تسا

a et al., 2017 Montzk

.)

یم هک لوصولا لهس یرصنع ناونع هب کاخ تفاب تیاده نیمخت روظنم هب ،دشاب هتشاد یگتسبمه کاخ یکیلوردیه تیاده اب دناوت

یم هدرب راک هب یکیلوردیه هدافتسا اب یکیلوردیه تیاده ریداقم و کاخ تفاب یگتسبمه نییعت و یسررب ،شور نیا زا هدافتسا همزلا .دوش

طا زا هزادنا تاعلا ،ناراکمه و یورسخ( تسا ینیمز هدش یریگ

1401 لدم یارب هتشذگ رد ،یلک روط هب .) کاخ یکیلوردیه تیاده یزاس

یگژیو زا یم هدافتسا یلاقتنا عباوت و کاخ سرتسد رد یاه دش

(Bouma, 1989)

تهج ،کاخ یکیلوردیه تیاده رب هولاع عباوت نیا زا .

یگژیو زا یرایسب نیمخت یاه

یم هدافتسا زین کاخ یرهاظ صوصخم مرج و کاخ تبوطر ،کاخ یلآ نبرک دننام کاخ نیمخت اما .دش

یاه

یمن هئارا نیمخت یارب ار ییلااب و یلوبق لباق تقد هشیمه یلاقتنا عباوت زا لصاح داد

(Al masmoudi et al., 2021)

.

هراوهام ریواصت زا هدافتسا هب لیامت ،نردم یزرواشک رد یسب یا

هراوهام زا یرایسب اریز .تسا هجوت دروم را یگژیو زا یعیسو فیط اه

یاه

یم ناشن بوخ رایسب ییامنگرزب اب ار کاخ هداد بیکرت ،اتسار نیا رد .دنهد

هداد اب ینیمز یاه هراوهام یاه

لدم هلیسو هب یا دوجوم یاه

یم نیمخت دنناوت یگژیو زا یبسانم یاه

کشخ همین و کشخ قطانم کاخ یاه دهد هئارا

.(Zhu et al., 2019)

هرهب اب هزورما ،نیاربانب یریگ

هداد زا هراوهام زا لصاح یاه یم اه

یگژیو نیمخت تقد ناوت داد شیازفا یدایز دح ات ار کاخ یاه

(Kashif gill et al., 2007)

. ناونع هب

صخاش بیکرت زا یلاقتنا عباوت هعسوت یارب تاقیقحت زا یرایسب رد لاثم یاه

هداد زا یجارختسا لنیتنس هراوهام یاه

- 2 یگژیو و کاخ یاه

یم هدافتسا یم نیمخت تقد شیازفا هب رجنم هک دوش

دوش

(Sedaghat et al., 2022)

( ناراکمه و نایئاباب . 1394

فلتخم یاهویرانس )

یگژیو دروآرب رد ار هاگشیامزآ رد یفیط حوضو رد .دنداد رارق شجنس دروم کاخ کیلوردیه یاه

اقتنا عباوت زا هدافتسا تیلباق قیقحت نیا یل

( یفیط رد )STFS

بلاق راهچ ویرانس هداد لماش یاه

یفیط رد سایقم یهاگشیامزآ یویرانس)

1

،(

هداد یاه یفیط رد سایقم هدنجنس

لنیتنس -

32 یویرانس(

2 هداد ،) یاه یفیط رد سایقم ةدنجنس یفیطربا

EN MAP

یویرانس(

3 و(

ةسیاقم نآ اه اب تن

ِجیا دربراک اتزور عباوت

و4

HYPRES

یویرانس(

4 رد ) سایقم یاه هطقن یا و دحاو ةشقن کاخ هب روظنم دروآرب یاهرتماراپ لدم

نتخونگ ناو دروم ار ملعم–

.دنداد رارق یسررب نیرتهب هک داد ناشن قیقحت نیا جیاتن

یارب جیاتن دروآرب

یاهرتماراپ لدم

نتخونگ ناو -

ملعم یویرانس 1 و 2 یم .دشاب

،نینچمه هدافتسا

زا هس یویرانس رجنم ،یفیط هب

نیرتلااب تقد رد شیپ ینحنم ینیب ةصخشم

و یتبوطر تیاده

ریغ و عابشا یکیلوردیه

رد کاخ عابشا هسیاقم

اب یویرانس مراهچ یم دوش هدافتسا اب داد ناشن اهنآ جیاتن ،نینچمه.

زا تاعلاطا یفیط

کاخ رد ةرتسگ یئرم و نودام

ق کیدزن زمر و

ینایم یم ناوت یعباوت تحت ناونع عباوت یلاقتنا هطقن یفیط یا

و کیرتماراپ هئارا

درک هک هب کمک نآ اه یم یگژیو ناوت یاه

یکیلوردیه کاخ

ار دروآرب درک

.

میلقا هک کشخ همین و کشخ قطانم رد کاخ یکیلوردیه تیاده رادقم رب رمتسم تراظن هک تسا نیا تیمها زئاح هتکن ش

هدننک یا

هداد زا هدافتسا هک تسا هداد ناشن هدش ماجنا تاعلاطم .تسا تیمها زئاح رایسب ،دنراد هراوهام یاه

لیتنس یاه 2–

یگژیو هعلاطم یارب یاه

هداد نیا زا هدافتسا نیقیقحم زا یرایسب و دیفم رایسب کاخ هدرک داهنشیپ کاخ یکیلوردیه تیاده نیمخت یارب ار اه

دنا

(Honarbakhash

et al., 2022)

. تفرشیپ هب هجوت اب هراوهام یایند رد لصاح یاه

راتفر کمک هب کاخ یکیلوردیه نیمخت ،رود زا شجنس ملع و اه یط

یف

یم ،یروآ نف نیا .تسا هتفرگ رارق رظن دم هدرتسگ روط هب ًاریخا هک تسا ینیون شور هعسوت و کاخ هنیمز رد یدنمشزرا تاعلاطا دناوت

نا عباوت ( دراذگب رایتخا رد یلاقت

Zhang and Schaap., 2019; Honarbakhsh et al., 2022

نف یلااب ییاناوت هب هجوت اب .) شجنس یروآ

هداد اب راک رد ییایفارغج تاعلاطا متسیس و رود زا شور نیا یلااب تیلباق و یناکم یاه

نف نیا دربراک ،یزرواشک شخب رد اه یروآ

رد

1. Soil Hydraulic Conductivity (K)

2. Soil Saturated Hydraulic Conductivity (Ks) 3. Sentinel-2

4. Rosetta

(4)

یکیزیف تایصوصخ نیمخت یم کاخ یکیلوردیه و

نف نیا زا هدافتسا زا لبق اما .دشاب هفرص هب و دیفم رایسب دناوت د یروآ

،عیسو حطس ر

لدم هعسوت شور و اه

تحص و یبایزرا و شخب ره رد بسانم یاه .تسا ریذپان بانتجا یرما اهنآ زا لصاح جیاتن یجنس

رجنم هک یلاوس اما

ایآ هک دوب نیا دش شهوژپ نیا حرط هب هداد بیکرت

لبنیتنس هراوهام یاه -

2 یگژیو اب ناتسزوخ ناتسا بونج یضارا کاخ تفای دوز یاه

یم شیپ تقد دناوت

؟ریخ ای دهد شیازفا یلاقتنا عباوت زا هدافتسا اب ار کاخ یکیلوردیه تیاده ینیب ،اتسار نیا رد

ح قیقحت روظنم هب رضا

اب کاخ عابشا یکیلوردیه تیاده نیمخت تقد یبایزرا یگژیو قیفلت زا هدافتسا

هداد و )کاخ تفاب دننام( کاخ تفایدوز یاه یاه

هراوهام یا

لنیتنس - 2 .دش ماجنا ناتسزوخ ناتسا بونج یضارا زا یشخب رد

شور و داوم اه

هعلاطم دروم هقطنم

یقرش لوط نیب رد )زاوها ناتسرهش بونج یضارا( ناتسزوخ ناتسا یبرغ بونج زا یشخب رد ،شهوژپ نیا

"

'15

°41 48

" ات '00

°48 48

یلامش ضرع و

"

'30

°58 30

" ات '00

°30 31 دودح تعسو هب و ناریا یبرغ بونج رد 40

لکش( دش ماجنا راتکه رازه 1

- یانبم رب .)فلا

عافترا نیرتشیب و رفص هعلاطم دروم هقطنم عافترا نیرتمک ،هقطنم یفارگوپوت هشقن و یعافترا یموقر لدم 25

یم ایرد حطس زا رتم .دشاب

نیب ،هقطنم بیش 2

ات 8 یم ریغتم دصرد هرود رامآ قبط ،نینچمه .دشاب

هد هلاس ( –1399 1389 ،ناتسزوخ ناتسا یسانشاوه لک هرادا )

طسوتم ترارح هجرد ،هعلاطم دروم هقطنم رد هنایلاس

43 / 25 یتناس هجرد هنایلاس رثکادح یامد طسوتم ،دارگ

هقطنم 07 / 36 یامد طسوتم و

لقادح نآ 75 / 13 یتناس هجرد یم دارگ

رامآ ساسا رب .دشاب هد

هلاس ( –1399 1389 هام یگدنراب طسوتم رثکادح ،یسانشاوه هرادا ) لاس یاه

شراب طسوتم اب هام رذآ هب 97

/ 40 یلیم ریت و دادرخ هب یگدنراب طسوتم لقادح و رتم هام

یلیم رفص یگدنراب طسوتم اب د قلعت رتم

نینچمه ؛درا

یگدنراب طسوتم نیا هنایلاس

هقطنم

، 25 / 150 یلیم یم لاس رد رتم دشاب

.

لکش 1 هنومن طاقن و )فلا( ناریا رد هعلاطم دروم هقطنم زا یلامجا ییامن . )ب( یرادرب

هزادنا هنومن ،عابشا یکیلوردیه تیاده یریگ ییایمیش وکیزیف یاهزیلانآ ماجنا و یرادرب

وردیه تیاده ادتبا ،شهوژپ نیا ماجنا یارب قمع رد عابشا یکیل

30 - 0 یتناس رد سوکعم کهاچ شور زا هدافتسا اب کاخ یرتم 50

هطقن

هزادنا لکش( دش یریگ 1

- هنومن ،طاقن نیا رد نینچمه .)ب لقتنم هاگشیامزآ هب و تشادرب یهاگشیامزآ یاهزیلانآ ماجنا یارب کاخ یاه

هنومن ،سپس .دش نگمه یارب و هدش کشخ اوه کاخ یاه

تارذ یزاس کلا زا کاخ

2 یلیم یگژیو تیاهن رد .دش هداد روبع یرتم یاه

شور زا هدافتسا اب )سر و تلیس ،نش( تارذ هزادنا عیزوت ،عابشا لگ شور زا هدافتسا اب یکیرتکلا تیاده و هتیدیسا لماش ییایمیش وکیزیف

(5)

اخ یلآ نبرک رادقم و ردنلیس شور زا هدافتسا اب کاخ یرهاظ هژیو مرج ،یرتموردیه یلکلاو شور زا هدافتسا اب ک

- یریگ هزادنا کلاب

دندش

(USDA, 1999)

.

ماگ عابشا یکیلوردیه تیاده یارب یلاقتنا عباوت تخاس یاه

هداد ندوب لامرن زا نانیمطا یارب هتیلامرن ضرف نومزآ ادتبا رد ،یلاقتنا عباوت تخاس یارب لامرن تروص رد دعب هلحرم رد .دش ماجنا اه

هداد ندوبن ه

شور زا ا لامرن یاه هداد ندرک لامرن یارب یزاس

،تقادص( دش هدافتسا اه 1392

نویسرگر تحص ضرف یسررب یارب ،سپس .)

هناگدنچ ییاتسارمه ،دوش هدهاشم یوق هطبار لقتسم یاهریغتم نیب رگا تلاح نیا رد .دش یسررب لقتسم یاهریغتم نیب ییاتسارمه ،یطخ یم دوجو هب ربتعمان ببس هک دیآ

یم نویسرگر جیاتن ندش سنایراو مروت لماع زا ییاتسارمه زا علاطا یارب .دوش

(VIF)1

.دش هدافتسا

تبسن هک ییاهریغتم

VIF<10

یوق یگتسبمه هک ییاهریغتم قیقحت نیا رد ،نیاربانب .تشاد دنهاوخن ار ییاتسارمه یراوشد ،دنشاب هتشاد

رب راک هب یلاقتنا عباوت داجیا رد ،دنتشاد مه اب ( هطبار زا هدافتسا اب سنایراو مروت صخاش .دندشن هد

1 .تسا هبساحم لباق )

هطبار 1 )

2

VIF 1

1 R



هطبار نیا رد

R2

یم اهریغتم نیب نییبت بیرض .دشاب

لدم زا سپس مرن زا هدافتسا اب کاخ عابشا یکیلوردیه تیاده یلاقتنا عباوت دروآرب یارب ینویسرگر یاه

هرازفا یا

MINITAB

و

یگژیو زا هتشذگ رد .دش هدافتساSPSS

یم هدافتسا یکیلوردیه تیاده نیمخت یارب کاخ یاه تشاد دوجو شور نیا رد هک یلکشم .دش

هزادنا هک دوب نیا یگژیو زا یرایسب یریگ

هنومن دادعت و کاخ یاه صخاش بیکرت زا ققیحت نیا رد نیاربانب .تسا لکشم ،دایز یاه

ه یا

س عونتم یگژیو و رود زا شجن هداد اریز .دش هدافتسا کاخ یکیلوردیه عباوت دروآرب یارب کاخ یاه

ار لدم تقد مه رود زا شجنس یاه

یم لااب یم شهاک ار یهاگشیامزآ و ییارحص تاعلاطم هب زاین مه و دنرب هنیزه و تقو رد هجیتن رد ؛دنهد

هفرص رایسب اه یم ییوج

ش دو

.

صخاش ندروآ تسد هب هراوهام ریواصت یاه

کاخ یلاقتنا عباوت هعسوت و یا

هراوهام ریواصت زا قیقحت نیا ماجنا یارب لنیتنس

- 2 لنیتنس هراوهام ریواصت ،روظنم نیا یارب .دش هدافتسا -

2 رد( لاس کشخ لصف رد

لاس هام رویرهش 1399

شیپ و هیهت فاص نامسآ رد و ) شزادرپ

ریواصت نیا یاه رازفا مرن رد

جوم لوط فیرعت زا دعب .دش ماجناENVI

اه

یئرم یاهدناب هدودحم رد ریواصت ،رازفا مرن نیا رد رتمورکیم بسح رب

(RGB)

زمرق نودام ،

(NIR)

زمرق هبل ،

(MIR)

زمرق نودام و

هاتوک

(SWIR)

دندش کیکفت

(Khosravi Aqdam et al., 2021)

شیپ ماجنا زا دعب . شزادرپ

رعت و اه جوم لوط فی یاهدناب یاه

20

لنیتنس یرتم -

2 صخاش ، هراوهام ریواصت یاه و لومرف هک دمآ تسد هب تبوطر یشباتزاب و یهایگ ششوپ ،کاخ یشباتزاب هتسد هس رد یا

نآ فیراعت لودج رد اه

1 تسا هدش هدروآ

صخاش یگتسبمه ،دعب هلحرمرد . یگژیو و هدش هبساحم یاه

اه ی

لدم ،سنایراو مروت صخاش ندروآ تسد هب زا دعب ،تیاهن رد .دمآ تسد هب کاخ عابشا یکیلوردیه تیاده اب کاخ تفای دوز باوت یزاس

ع

یگژیو بیکرت اب یلاقتنا صخاش و کاخ یاه

هراوهام ریواصت یاه لنیتنس

- 2 لدم تهج هلحرم نیا رد .دش ماجنا هداد یزاس

هتسد ود هب اه

شزومآ تحص و2

یجنس تبسن اب3

75 هب 25 هداد هک تسا رکذ لباق .دش کیکفت دصرد مرن رد یفداصت تروص هب اه

رازفا

SAS JMP

.دش ماجناPRO صخاش تحص یاه یجنس

لدم زا دعب لدم تقد ریداقم ،هدش دای یاهرتماراپ زا هدافتسا اب یلاقتنا عباوت یزاس

صخاش زا هدافتسا اب اه

R2

لدم نیا تحص و 4

ب اه ا

هدافتسا

RMSE5 6و

طباور قبط ربMAE

2 ات 4 .دندش هدیجنس

هطبار 2 )

1. Variance Inflation Factor (VIF) 2. Train

3. Test

4. Coefficient of determination 5. Root-mean-square error 6. Mean absolute error

n 2

2 i 1

n 2

i 1

(Obs Pr ed)

R 1

(Obs Obs)



  



 

(6)

هطبار 3 )

هطبار 4 ) ،طباور نیا رد

Obs

هزادنا رادقم ،دش یریگ

شیپ ریداقمPred

،هدش ینیب

Obs̅̅̅̅̅

هرادنا نیگنایم ریداقم عابشا یکیلوردیه تیاده یریگ

یم سوکعم کهاچ شور زا هدافتسا اب کاخ دشاب

(Malon et al., 2017)

.

لودج 1 صخاش . هراوهام ریواصت زا هدافتسا اب هدش هبساحم یاه یگژیو و یا

کاخ یاه

هبساحم لومرف دامن

صخاش مان

کاخ یساکعنا یاه صخاش

VSDI= 1-(Mir +Red-2Blue) VSDI

Visible and Shortwave infrared Drought Index

BI=SQRT(((Red×Red))/(Green×Green))/2) BI

Brightess Index

CI= (Red-Green)/(Red+Green) CI

Colour Index

𝐺𝐸𝑀𝐼 = 𝜂 ×(1 − 0.25𝜂) − (RE𝑑 − 125) 1 − RE𝑑 GEMI

Global Environmental Monitoring Index

𝜂 = 2 ×(𝑁𝐼𝑅 − Re𝑑 × Re𝑑) + 1.5 × 𝑁𝐼𝑅 + 0.5 × Re𝑑 𝑁𝐼𝑅 + Re𝑑 + 0.5

صخاش هایگ یساکعنا یاه

DVI= Nir-Red DVI

Difference Vegetation Index

RVI= Nir/Red RVI

Ratio Vegetation Index

NDVI= (Nir - Red)/(Nir + Red) NDVI

Normalized Difference Vegetation Index

صخاش تبوطر یساکعنا یاه

MSI= MIR/NIR MSI

Moisture Strees Index

WRI=(Green+RED)/(NIR+MIR) WRI

Water Ratio Index

NDWI=(Green-NIR)/( Green +NIR) NDVI

Normalized Difference Water Index

SWCI= (MIR-SWIR)/( MLR+SWIR) SWCI

Surface Water Capacity Index

NDMI=(NIR-MIR)/(NIR+MIR) NDMI

Normalized Difference Moisture Index

صخاش یگژیو اب هدش هبساحم یاه کاخ تفای دوز یاه

C*= SQRT(10×(65.5- Clay) C*

Clay content

SI*= SQRT(10×(60- Silt) SI*

Silt content

SA*= Log(Sand+0.9) SA*

Sand content (sa)

BD^*=SQRT(Ln(BD)) BD*

Bulk density

(Reference: Sedaghat et al., 2022)

هنهپ ده یدنب نیشام یریگدای شور زا هدافتسا اب عابشا یکیلرودیه تیا

هنهپ ،عابشا یکیلوردیه تیاده نیمخت یارب شور نیرتهب ندروآ تسد هب زا دعب یگدای شور زا هدافتسا اب عابشا یکیلوردیه تیاده یدنب

یر

یفداصت لگنج نیشام شور نیب زا شور نیا .دش ماجنا1

نیرتهب زا یکی نیشام یریگدای یاه شور

هنهپ اه یگژیو یدنب یم کاخ یاه

ب دشا

(Wadox et al., 2019)

هنهپ یارب شور نیا زا ،تسا ینویسرگر تلاداعم یانبم رب یفداصت لگنج شور هکنیا لیلد هب . سا یدنب

هدافت

اراپ نیا یمامت یرتسر هشقن ،کاخ یکیلوردیه تیاده نیمخت یارب عبات نیرتهب صیخشت زا دعب ،هلحرم نیا رد .دش دعب اهرتم

ناسمه زا یزاس

نوتس و رطس هنهپ ،اه

هتسب زا هدافتسا اب کاخ عابشا یکیلوردیه تیاده یدنب

Random Forest

مرن رد رازفا

R-Studio

دش ماجنا (

Biau

et al., 2016

) هداد ،شور نیا ماجنا یارب هک تسا رکذ لباق . ( شزومآ هتسد ود هب اه

75 هداد دصرد تحص و )اه

( یجنس 25 رد هداد دص )اه

تحص یارب .دندش میسقت تلاداعم یاهرتمراپ زا ،شور نیا یجنس

2 ات 4 .دش هدافتسا

1. Random Forest

n

i 1(Obs Pr ed)

RMSE n

 





n

i 1Obs Perd

MAD n

 





(7)

ثحب و جیاتن

یگژیو هداد یرامآ یاه کاخ یاه

لودج 2 یگژیو یرامآ هصلاخ هزادنا یاه

یم ناشن هعلاطم دروم هقطنم رد ار کاخ هدش یریگ زا یهجوت لباق تارییغت ،جیاتن قبط .دهد

ندعم تارذ هنماد رد کاخ ی

12 - 44 ، 35 - 66 و 7 - 47 داجیا ببس هک تسا هداتفا قافتا )بیترت هب( نش و تلیس ،سر تارذ یارب دصرد

لماش یتفاب سلاک جنپ

Silty Clay

،

Silty Clay Loam

،

Clay Loam

،

Silt Loam

و

Loam

سلاک زا یعونت نینچ .تسا هدش یاه

یم یتفاب یگژیو رد یهجوت لباق توافت دناوت

اه دروآ دوجو هب هقطنم نیا رد هایگ دشر اب نآ طابترا و کاخ ی

(Vinhal-freitas et al.,

2017)

. لودج رد هک روطنامه 2

یم هدهاشم یم نش هب طوبرم تارییغت بیرض نیرتشیب ،کاخ یندعم تارذ نیب زا دوش

ت بیرض .دشاب تارییغ

یباقرغ یرایبآ لیلد هب ًلاامتحا یندعم هرذ نیا یارب لااب و لقن ثعاب یرایبآ عون نیا اریز .دشاب هقطنم یضارا یرایبآ شور زا شیاسرف و

تمسق زا سر لاقتنا یم نش یندعم تارذ ندنام یاجرب و هعرزم فلتخم یاه

دوش

(Olsson et al., 2019; Roy et al., 2022)

.

عابشا تبوطر نیگنایم رادقم 55

/ 43 یم دصرد عابشا تبوطر رادقم رگنایب هک دشاب

یم طسوتم ًابیرقت صوصخم مرج نیگنایم .دشاب

یرهاظ

3) (g.cm-

262 / 1 کاخ یارب یرهاظ صوصخم مرج زا رادقم نیا .دمآ تسد هب هورگ رد هعلاطم دروم هقطنم یاه

تیاضر یاه

1شخب دنراد رارق هدرشف یمک و

.(Hazelton and murphy, 2016)

صخاش زا یکی ،کاخ یلآ نبرک یبایزرا یارب مهم یاه

یمامت

یگژیو یم کاخ یاه دراد رارق هجوت دروم یناهج روط هب هک دشاب

(Herrick and wander, 2018)

نآ نیگنایم شهوژپ نیا رد . 52

/ 0

ناراکمه و تج .دوب دصرد

(Jat et al., 2018)

زا رتشیب ریداقم و مک سلاک رد ار دصرد کی زا رتمک ریداقم ، 3

هدام سلاک رد ار دصرد

هقبط دایز یلآ .دنراد رارق مک سلاک رد یلآ نبرک ظاحل زا هقطنم نیا یضارا ،کاخ یلآ نبرک نیگنایم هب هجوت اب ،نیاربانب .دندرک یدنب

لودج 2 هرامآ . یگژیو یفیصوت یاه هزادنا کاخ یاه

هدش یریگ

Statistic Clay(%) Silt (%) Sand (%) SP (%) EC (µS/cm) BD(g/cm³) OC (%)

N 50 50 50 50 50 50 50

Minimum 12/00 35/00 7/00 30/21 8/27 0/410 0/24

Maximum 44/00 66/00 47/00 59/09 370/10 1/410 0/86

quartile

1st 22/00 45/00 14/00 37/94 61/20 1/250 0/35

Median 31/00 50/00 20/00 44/43 114/20 1/270 0/52

quartile

3rd 33/00 55/00 28/00 49/31 156/50 1/300 0/62

Mean 28/27 50/14 22/04 43/55 116/50 1/262 0/52

SD (N-1) 7/80 7/02 10/39 7/69 81/80 0/131 0/17

CV(%) 26/60 14/01 47/16 17/35 70/22 10/38 33/35

SD= Standard Deviation CV= Coefficient Of Variation

هراوهام ریواصت شزادرپ یا

لنیتنس هراوهام یاهدناب یرامآ تایصوصخ یسررب 2–

لنیتنس هراوهام )یاهدناب( ریواصت زا قیقحت نیا رد -

2 دش هدافتسا هاتوک زمرق نودام و ینایم زمرق نودام ،زمرق نودام ،یئرم هدودحم رد

(Sedaghat et al., 2022; Borm et al., 2021)

لکش . 2 هنهپ دنب هودحم رد ار ریواصت نیا ی یم ناشن هدش دای یاه

لکش قبط رب .دهد

2 یم هدهاشم هدودحم رد یبآ دناب یفیط شباتزاب هک دوش

1088 - 3728 هدودحم رد زبس ،رتمونان 978

- 4148 هدودحم رد یبآ ،رتمونان 427

-

4984 هدودحم رد زمرق نودام ،رتمونان 674

- 5465 م رد ینایم زمرق نودام ،رتمونان هدودح

427 - 4984 رد هاتوک زمرق نودام و رتمونان

هدودحم 314 - 4410 .دراد رارق رتمونان

1- Satisfactory

(8)

لکش 2 )و( هاتوک زمرق نودام و )ر( ینایم زمرق نودام ،)د( زمرق نودام ،)ج( زمرق ،)ب( زبس ،)فلا( یبآ یاهدناب یناکم شنکارپ .

صخاش ندروآ تسد هب لامرن و اه

نآ یزاس اه

هک روطنامه شور و داوم شخب رد

صخاش هبساحم زا دعب ،دش هراشا اه لومرف زا هدافتسا اب یفیط یاه

صخاش یمامت ،هدش دای یاه -

هداد ندوبن لامرن تروص رد هدش هبساحم یاه نآ یاه

قیقد طباور ندروآ تسد هب یارب ،اه شور زا هدافتسا اب ،رت

لامرن موسرم یرامآ یاه

وخان یاهاطخ داجیا زا ات .دندش لدم لحارم رد هتسا

دوش یریگولج یلاقتنا عباوت یزاس

(Miran et al., 2021; Sedaghat et al., 2022)

لامرن شور ،همادا رد هک .دش نایب کیکفکت هب هداد زا کی ره یزاس

صخاش کاخ یشباتزاب یاه

دافتسا عابشا یکیلوردیه تیاده دروآرب یارب کاخ یشباتزاب صخاش راهچ زا قیقحت نیا رد صخاش نیا .دیدرگ ه

مهم زا اه ش نیرت صخا یاه

یم کاخ کیلوردیه تیاده نیمخت رب رثؤم صخاش نیا یفیط شباتزاب یور رب تدش هب کاخ تبوطر نازیم اریز .دنشاب

گریثأت اه تسا راذ

(Brom et al., 2021)

لودج . 3 هرامآ صخاش یفیصوت یاه یم ناشن ار کاخ یفیط شباتزاب یاه

ست ،نینچمه .دهد یارب هتیلامرن ت

صخاش فرگوملک نومزآ زا هدافتسا اب کاخ یباتزاب یاه صخاش نیا هتیلامرن یسررب .دش یسررب فونریمسا –

نیا زا هدافتسا اب اه ،نومزآ

صخاش نیا نیب رد هک داد ناشن صخاش طقف ،اه

صخاش رگید و لامرنVSDI

یمن لامرن ،کاخ یباتزاب هعلاطم دروم یاه

،نیاربانب .دشاب

شور زا هدافتسا اب لامرن یاه

هداد نیا یمامت یزاس لدم دراو یزاس لامرن زا دعب ات دندش لامرن اه

دنوش یلاقتنا عباوت یاه

(Sedaghat et

al., 2022)

.

لودج 3 هرامآ . صخاش یفیصوت یاه کاخ یباتزاب یاه

Variable Minimum Maximum Mean SD (N-1) CV (%)

VSDI 0/69 0/903 0/782 0/047 6/03

BI 0/681 0/850 0/776 0/043 5/53

GMI 0/044 0/960 0/455 0/299 65/64

CI 0/011 0/084 0/054 0/016 30/21

صخاش یهایگ ششوپ یاه

یهایگ ششوپ صخاش هس زا قیقحت نیا رد دش نایب هک روطنامه ،DVI

وRVI

،نیگنایم ،ممینیم ،ممیزکام ریداقم .دش هدافتساNDVI

ارحنا صخاش نیا یارب تارییغت بیرض و رایعم ف لودج رد اه

4 شور زا هدافتسا اب هتیلامرن ضرف نومزآ ،نینچمه .تسا هدش هئارا

(9)

فورگوملک -

هداد نیب زا هک داد ناشن فونریمسا صخاش یاه

هداد طقف ،یهایگ ششوپ یاه صخاش هب طوبرم یاه

یلو ،دنتسه لامرنDVI

صخاش ود وRVI

یمن لامرنNDVI

اب لدم زا لبق صخاش ود نیا ،نیاربانب .دنش لامرن تلایدبت زا هدافتسا اب یزاس

دش لامرن ،یزاس .دن

لودج 4 هرامآ . صخاش یفیصوت یاه یهایگ ششوپ یاه

DVI 0/192 0/350 0/269 0/045 16/87

RVI 0/386 0/598 0/462 0/048 10/42

NDVI 0/290 0/439 0/373 0/038 10/25

صخاش کاخ تبوطر یاه

صخاش هراوهام ریواصت زا یجارختسا یتبوطر یاه لماش قیقحت نیا رد یا

،MSI

،WIR

،NDWI

وSWSI

ریداقم .دندوبNDMI

صخاش نیا یارب تارییغت بیرض و رایعم فارحنا ،نیگنایم ،ممینیم ،ممیزکام لودج رد اه

5 آ .تسا هدش هئارا هدافتسا اب هتیلامرن ضرف نومز

فورگوملک شور زا -

هداد نیب زا هک داد ناشن فونریمسا صخاش یاه

هداد ،یتبوطر یاه صخاش هب طوبرم یاه

صخاش وMSI SWSI

صخاش رگید یلو دنتسه لامرن یمن لامرن اه

لدم زا لبق ،نیاربانب .دنشاب صخاش نیا ،یلاقتنا عباوت یزاس

لودج( دندش لامرن اه 5

).

دج لو 5 هرامآ . صخاش یفیصوت یاه کاخ تبوطر یاه

MSI 0/420 0/550 0/477 0/029 6/18

WIR 0/204 0/392 0/301 0/030 9/97

NDWI 0/284 0/386 0/326 0/022 6/84

SWCI 0/010 0/073 0/039 0/017 42/54

NDMI 0/303 0/450 0/359 0/034 9/38

صخاش نیب یگتسبمه هراوهام یاه

یگژیو و یا عابشا یکیلوردیه تیاده اب کاخ تفای دوز یاه

صخاش اب عابشا یکیلوردیه تیاده نیب یگتسبمه صخاش هک داد ناشن کاخ یباتزاب یاه

یاه وGMI

تیاده اب یرادانعم یگتسبمهCI

صخاش اب یلو ،درادن عابشا یکیلوردیه یاه

و VSDI

حطس رد رادانعم یگتسبمه BI

5 لودج( دنراد دصرد 6

تیاده نیب یگتسبمه .)

صخاش یمامت اب عابشا یکیلوردیه تیاده هک داد ناشن یهایگ ششوپ اب عابشا یکیلوردیه طس رد رادانعم یگتسبمه هعلاطم دروم یاه

ح

5 لودج( دراد دصرد 6

صخاش و عابشا یکیلوردیه تیاده نیب نوسریپ یگتسبمه .) یاه

نیب یاردانعم طابترا هک داد ناشن کاخ یتیوطر

اب عابشا یکیلوردیه تیاده صخاش رگید اب یلو تسین رارقرب WIR

ینعم طابترا اه لودج( تسا رارقرب یراد

6 نیب نوسریپ یگتسبمه .)

صخاش و عابشا یکیلوردیه تیاده یگژیو یاه

ابشا یکیلوردیه تیاده یاردانعم طابترا هک داد ناشن کاخ یاه یگژیو یمامت اب ع

ه یا

هزادنا کاخ لودج( تسا رارقرب تلیس زج هب هدش یریگ

6 حطس رد یگتسبمه تسا رکذ لباق .) 5

.دمآ تسد هب دصرد

سنایراو مروت صخاش ندروآ تسد هب

لدم لبق داجیا زا یریگولج تهج ،کاخ یکیلوردیه تیاده یلاقتنا عباوت یزاس هب سنایراو مروت صخاش هتساوخان یاهاطخ

دمآ تسد

لودج(

7 صخاش یارب سنایراو مروت رادقم هک داد ناشن سنایراو مروت صخاش نیا زا لصاح جیاتن .) یاه

،BI

،C

،SAND SA/SI

،

C*

و زا رتشیبSA*

10 صخاش نیا زا نیاربانب .دوب لدم یارب اه

صخاش رگید زا و دشن هدافتسا عابشا یکیلوردیه عباوت نیمخت و یزاس ه

اب یا

زا رتمک سنایراو مروت ریداقم 10

لودج( دش هدافتسا یلاقتنا عباوت داجیا یارب دصرد 7

.)

لودج 6 . صخاش اب عابشا یکیلوردیه تیاده نیب نوسریپ یگتسبمه لنیتنس هراوهام ریواصت زا لصاح یاه

- 2 یگژیو و کاخ تفای دوز یاه

صخاش کاخ یفیط شباتزاب یاه

Variables Ks VSDI BI GMI CI

KS 1

VSDI -0/529^* 1

BI 0/517^* ^-0/878^* 1

GMI 0/237^ns ^-0/215^ns 0/161^ns 1

CI -0/004^ns ^-0/455^* 0/429^* 0/128^ns 1