Iranian Journal of Soil and Water Research ISNN: 2423-7833 Homepage: http://ijswr.ut.ac.ir
Estmiating of Soil Particles Percentage Using Visible-Near Infra-Red (NIR) spectrometry in Semirom area, Isfahan
Ahmad Landi4 3 |
Kazem Rangzan
2 | Saeid Hojati
|
1
Fateme Rahmati
1. Corresponding Author, Department of Soil Science, Faculty of Agriculture, Shahid Chamran University of Ahvaz, Ahvaz, Iran. E-mail: [email protected].
2. Department of Soil Science, Faculty of Agriculture, Shahid Chamran University of Ahvaz, Ahvaz, Iran.
E-mail: [email protected].
3 Department of Remote Sensing and GIS, Faculty of Earth Science, Shahid Chamran University of Ahvaz, Ahvaz, Iran. E- mail: [email protected].
4. Department of Soil Science, Faculty of Agriculture, Shahid Chamran University of Ahvaz, Ahvaz, Iran.
E-mail: [email protected].
Article Info ABSTRACT
Article type: Research Article
Article history:
Received: May. 26, 2023 Revised: July. 13, 2023 Accepted: July. 19, 2023 Published online: Aug. 23, 2023
Keywords:
Artificial Neural Network, Partial Least Squares Regression (PLSR),
Pre-processing methods, Spectroscopy,
Support Vector Machine Regression.
The present research performed to estimate soil texture using visible near-infrared spectrometry in Semirom, Isfahan. A total number of 200 soil samples (0-10 cm) were collected from the Semirom area (51º 17' - 52º 3' E; 30º 42' - 31º 51' N), Isfahan. The samples were air dried and passed through a 2 mm sieve, and soil particles percentage was determined in the laboratory using hydrometry method. Reflectance spectra of all samples were measured using an ASD field spectrometer. Different pre-processing methods i.e., First Derivatives and Savitzky-Golay Filter, Multiplicative Scatter Correction and Standard Normal Variable were applied and performed on spectral data. The Partial Least Squares Regression, Support Vector Machine Regression and Artificial Neural Network models were used to estimate soil texture.
The best result was obtained for Silt estimation, with excellent values of RPD >2, R2 =0.98 and RMSE=1.08 using Artificial Neural Network model with MSC pre-processing technique.
The results indicated the desirable capability of Artificial Neural Network model with MSC and SNV pre-processing techniques in estimating the Clay (RPD >2, R2=0.94 and RMSE=1.21) and Sand (RPD >2, R2=0.84 and RMSE=6.24) contents of the soils, respectively.
In general, based on the results of this study, VNIR spectroscopy was successful in estimating soil particles percentage and showed its potential for substituting laboratory analyses.
Cite this article: Rahmati, F., Hojati, S., Rangzan, K., & Landi, A. (2023).Estimating of Soil Particles Percentage Using Visible- Near Infra-Red (NIR) Spectrometry in Semirom Area, Isfahan, Iranian Journal of Soil and Water Research, 54 (6), 915-931. https://doi.org/10.22059/ijswr.2023.359898.669505
© The Author(s). Publisher: University of Tehran Press.
DOI: https://doi.org/10.22059/ijswr.2023.359898.669505
Homepage: http://ijswr.ut.ac.ir
دروآرب دصرد تارذ كاخ اب هدافتسا زا
شور فيط یجنس - یئرم
نودام زمرق کيدزن مريمس هقطنم رد
ناهفصا
یتمحر همطاف
1
یتجح ديعس|
|2
نزگنر مظاک
|3
یدنل دمحا
4
1 ،کاخ یسدنهم و مولع هورگ ،لوئسم هدنسیون . هدکشناد
یزرواشک هاگشناد ، دیهش :همانایار .ناریا ،زاوها ،زاوها نارمچ
@gmail.com 25
Fa.Rahmati .
2 ،کاخ یسدنهم و مولع هورگ . هدکشناد
یزرواشک هاگشناد ، :همانایار .ناریا ،زاوها ،زاوها نارمچ دیهش [email protected]
.
3 و رود زا شجنس هورگ . ،GIS
هدکشناد نیمز مولع هاگشناد ، :همانایار .ناریا ،زاوها ،زاوها نارمچ دیهش [email protected]
4 ،کاخ یسدنهم و مولع هورگ . هدکشناد
یزرواشک هاگشناد ، ا ،زاوها نارمچ دیهش :همانایار .ناریا ،زاوه
هلاقم تاعلاطا هدیکچ
:هلاقم عون یشهوژپ ةلاقم
رات ي خ رد ي تفا : 5 / 3 / 1402
رات ي خ یرگنزاب : 22 / 4 / 1402
رات ي خ ذپ ي شر : 28 / 4 / 1402
رات ي خ راشتنا : 1 / 6 / 1402
هژاو :یديلک یاه
شور شیپ یاه ،شزادرپ
سرگر ی نو ئزج تاعبرم لقادح ی
،
بصع هکبش ی عونصم ی
،
سرگر ی نو شام ی ن تشپ رادرب ی
،ناب
فیط یجنس .
ط شور زا هدافتسا اب کاخ تارذ دصرد دروآرب فده اب رضاح هعلاطم ی
ف جنس ی ئرم ی دزن زمرق نودام و ی
ک هقطنم رد
دادعت .دوب ماجنا ناهفصا ناتسا مریمس 200
حطس کاخ هنومن ی
( 10 تناس ی رتم ی مس هقطنم زا ) ی
مر لوط( ناهفصا
ییایفارغج 17΄
51˚
΄ات
˚3 52 یقرش ضرعو یفارغج ا
΄ یی
˚42 30
΄ات
˚51 31 یلامش ) عمج یروآ دیدرگ . هنومن اه
کشخاوه دندش و زا کلا ود یم ل ی رتم ی ه شور اب هاگشیامزآ رد کاخ تارذ دصرد و دندش هداد روبع ی
رتمورد ی عت یی ن
فیط نینچمه .دش هنومن یجنس
فیط هاگتسد زا هدافتسا اب کاخ یاه شور سپس .تفرگ ماجنا ینیمز جنس
یاه
شیپ ب لوا قتشم شزادرپ ا
فی رتل واس ی کزت ی لاگ ی
، حصت ی ح شخپ ی هد غتم و هناگدنچ ی
ر یور رب درادناتسا لامرن فیط
اه
یگژیو اب کاخ تارذ دصرد نیب طابترا یرارقرب یارب .دندش ماجنا لدم زا نآ یفیط یاه
سرگر یاه ی نو تاعبرم لقادح
ئزج ی
، شام ی ن تشپ رادرب ی ناب بصع هکبش و ی
تن نیرتهب .دیدرگ هدافتسا ی
هج ارب ی دروآرب س ی تل هکبش زا هدافتسا اب
بصع ی عونصم ی پ شور اب ی ش شزادرپ حصت ی ح شخپ ی هد اب هناگدنچ عم فارحنا تبسن(RPD
ی را هب ب )RMSE
ی رتش زا
2
، 98 / 0
= رتمک وR2
ی ن رادقم 08 g/Kg
/ 1
= هب RMSE
تسد¬ دمآ . یاتن ج بولطم ی ن ی ز ارب ی بصع هکبش لدم ی
عونصم ی ترت هب ی ب شور اب اه ی پ ی ش شزادرپ حصت ی ح شخپ ی هد غتم و هناگدنچ ی
ر ارب درادناتسا لامرن ی
سر ریداقم
( بRPD
ی رتش زا 2
، 94 / 0
= رتمک وR2
ی ن رادقم
g/Kg
21 / 1
= -RMSE
پ فارحنا( نش و ) ی
ش بی ن ی قاب ی هدنام ب ی رتش
زا 2
، 84 / 0
= رتمک وR2
ی ن رادقم 08g/Kg
/ 1
= هب )RMSE
تسد¬ دمآ . هب روط
،یلک ساسارب جیاتن یا ن ،هعلاطم
فیط م یجنس یئر لباق و تسا هدوب قفوم کاخ تارذ دصرد دروآرب رد کیدزن زمرق نودام ی
ت شناج ین ی شور اب اه ی
امزآ ی هاگش ی .دراد ار
دانتسا : تمحر ی
، ف همطا تجح ؛ ی
، س دیعس ک ،نزگنر ؛ مظا دنل و ؛ ی
، .دمحا ( 1402 ط شور زا هدافتسا اب کاخ تارذ دصرد دروآرب .) ی
ف جنس ی ئرم ی - نودام دزن زمرق ی ک هقطنم رد
مس ی مر ناهفصا
،ناریا کاخ و بآ تاقیقحت هلجم. 4
5 ( 6
،) 915 - 931 . 2023.359898.669505 ijswr.
/ 10.22059 https://doi.org/
.نارهت هاگشناد تاراشتنا هسسؤم :رشان .ناگدنسیون©
2023.359898.669505 ijswr.
/ 10.22059 https://doi.org/
DOI:
قم همد
یکی زا نیرتمهم یگژیو
یکیزیف یاه اخ
،ک تفاب کاخ تسا . تفاب کاخ دصرد یبسن ریداقم
،سر نش و تلیس و تسا رب هریخذ تیفرظ
،کاخ نبرک تیفرظ
یرادهگن رصانع
هیذغت یا و یزیخلصاح کاخ
، شیاسرف یریذپ کاخ ، لخلخت
،کاخ ،بآ یریذپذوفن و هریخذ تیفرظ
( تسا رثؤم هنادکاخ یرادیاپ و یمجح مرج ،هیوهت
Wischmeier and Smith, 1978
کاخ تارذ دصرد نییعت یارب .) رد
سایقم یاه
شور زا هدافتسا اب گرزب وصخب( یهاگشیامزآ یاه
هنومن مجح هک یدراوم رد ص تقو )دشاب دایز یرادرب
و هنیزه یدایز هب .تسا زاین دروم
نیققحم هجوت لیلد نیمه هب
نیزگیاج ندرک
نف یروآ یاه نیون فیط دننام یاج هب یجنس
شور یاه یهاگشیامزآ بلج
هدش تسا .
فیط هدودحم رد هدیدپ کی باتزاب ینحنم هیهت ،یجنس جوم لوط زا یا
.تسا صخشم یاه کاخ هک اج نآ زا
دننام ریاس ماسجا دوجوم رد
ساسارب تعیبط بیکرت
و راتخاس یلوکلوم
،دوخ باتزاب یصخشم رد ار
لوط جوم یاه فلتخم یم ناشن فیط شور نیاربانب ،دهد یجنس
،کیدزن زمرق نودام و یئرم یم
یگژیو نییعت یارب یبسانم شور دناوت دشاب کاخ یاه
. فیط شور یجنس
کی کیدزن زمرق نودام و یئرم
شور
،عیرس مک زا و رارکت لباق ،تسیز طیحم اب راگزاس و برخم ریغ ،هنیزه شور
یم ددجم دیلوت تیلباق اب لیلحت و هیزجت یاه .دشاب
هب
رد یلک روط دروآرب
یگژیو یاه فلتخم کاخ هب شور فیط ،یجنس ط فی سو یعی نکت زا کی یاه غتم دنچ یری و طسوت اراکسی نرب و لسار ز
( 2010 ) داهنشیپ هدش .تسا سرگر نوی طخ ی دنچ
1هناگ
، سرگر نوی طخ ی ماگ هب ماگ
، 2
یئزج تاعبرم لقادح نویسرگر
، 3
سرگر نوی هفلؤم
لصا ی ( )PCA
، 4
نیشام یاه رادرب نابیتشپ
، 5
لگنج فداصت ی و هکبش بصع ی عونصم
6ی زا هلمج نیا شور اه دنتسه . لدم زا ینویسرگر یاه
هلمج لدم
،یئزج تاعبرم لقادح نویسرگر جیار
نیرت ارب لدم ی زجت هی لحت و لی مک ی یگژیو یاه کاخ تاعلاطم رتشیب رد و تسا
فیط یگژیو یجنس .تسا هدش هدافتسا لدم نیا زا کاخ یاه
ا تلع نی سرتسد رما ی
مرن هب ناسآ
ًاتبسن کرد و رازفا زا ناسآ
هطبار ب نی
یگژیو یاه و کاخ باتزاب یاه ط یفی ارب هدافتسا دروم ی
لدم اه ی سرگر ینوی تسا (
Wold et al., 2001
.) زا یخرب رد لاح نیا اب
شهوژپ شور نیا زا هدافتسا اب ،اه ک تسا هدماین تسد هب یبولطم جیاتن ،اه
یگژیو نیب هطبار ندوبن یطخ نآ لیلد ه فیط اب کاخ یاه
یاه
،ناراکمه و یرهوگ یبارهم( تسا کاخ زا هدمآ تسد هب 1399
یم لکشم نیا لح یارب .) لدم زا ناوت
یگژیو دروآرب هب رداق هک ییاه یاه
یم اهریغتم نیب یطخ ریغ طباور زا هدافتسا اب کاخ .درک هدافتسا دنشاب
شور یاه ینتبم بر شوه یعونصم یم
دنناوت یاهوگلا دوجوم نیب
یاهرتماراپ یدورو
و یجورخ ار رتهب جارختسا هدومن و صیخشت یرتهب
زا دنور تارییغت اهرتماراپ هتشاد دنشاب ارچ هک ییاناوت لباق یهجوت
رد جارختسا خساپ فده زا هداد یاه هدیچیپ دنراد شور نیا نیب زا . یم اه
.درک هراشا نابیتشپ رادرب نیشام و یعونصم یبصع هکبش هب ناوت
هکبش یبصع یعونصم فلاخرب
شور یاه ینویسرگر یط
دنور
،شزومآ هطبار یقطنم نیب یاهریغتم هیلوا
و هیوناث فشک ار یم دنک و رد
نیا شور یزاین هب هدافتسا زا هطبار یربج نیب اهریغتم تسین (
Sargent, 2001
.) ،لاح نیا اب هکبش
یاه یبصع یعونصم تلاکشم
یددعتم رد ماگنه میمعت یریذپ دنراد هک هجیتن داجیا نآ لدم
ییاه تسا هک شیب زا دح ساسارب هداد یاه دوجوم شزارب هتفای دنا زا یکی .
لدم یاه رایسب هباشم اب هکبش یبصع نورتپسرپ دنچ
هیلا هب هژیو هقبط رد یدنب ود
،هسلاک لدم نیشام رادرب نابیتشپ رد .تسا
،عقاو نیا
ود لدم رد رانک یخرب توافت ییاه هک
،دنراد
ًلامع کی راتخاس هباشم ار اب ود شور فلتخم شزومآ یم دنهد . رد هکبش یبصع نورتپسرپ
،هیلا دنچ یاهرتماراپ
نیا لدم اب هنیمک یزاس اطخ میظنت یم
،دنوش اما رد نیشام رادرب
،نابیتشپ کسیر یشان زا مدع هقبط یدنب حیحص هب
ناونع کی عبات فده فیرعت یم دوش و اهرتماراپ تبسن هب نآ میظنت و هنیهب یزاس یم دنوش . یارب لدم نیا زا هدافتسا ماگنه یخرب
زا
،لئاسم دیاش رایعم اطخ هب رفص مه .دسرب اما رد نایم همه لدم ییاه هک یاراد یاطخ رفص
،دنتسه طقف لدم نیا نیرتمک کسیر یتایلمع
ار دراد . زا نیا ور رد یخرب یجورخ دراوم نیشام
رادرب نابیتشپ رد رانک درکلمع یرتهب هک
،دراد تمواقم یرتشیب زین تبسن هب رییغت و زیون
رد هداد اه زا دوخ ناشن دهاوخ داد . اریز یروط ًاساسا یحارط
و شزومآ هداد هدش تسا هک دناوتب رد لباقم نینچ ینانیمطا مدع تمواقم
دنک
و درکلمع بولطم دوخ ار هتشاد .دشاب (
Vapnik and Vapnik, 1998
) . فده اب شهوژپ نیا فیط شور زا هدافتسا ییاراک یسررب
یجنس
فیط یجنس کیدزن زمرق نودام و یئرم دروآرب رد
دصرد تارذ کاخ یحطس رد تسا هتفرگ تروص ناهفصا ناتسا مریمس ناتسرهش رد.
تارذ دصرد دروآرب رد نابیتشپ رادرب نیشام و یعونصم یبصع هکبش لدم ود زا یئزج تاعبرم لقادح ینویسرگر لدم رب هولاع ،هعلاطم نیا
1 Multiple liniear regression 2 Stepwise regression
3 Partial least squares regression 4 Principle Component Regression 5 Support Vector Machines 6 Artificial neural network
نچمه .دندیدرگ هسیاقم رگیدکی اب کاخ تارذ دصرد دروآرب رد لدم هس نیا ییاراک و دش هدافتسا کاخ لدم زا هدمآ تسد هب جیاتن نی
اب اه
شور زا هدافتسا شیپ یاه
شور زا هدافتسا نودب و شزادرپ شیپ یاه
شیپ شور نیرتهب و دیدرگ هسیاقم رگیدکی اب شزادرپ نییعت شزادرپ
.دیدرگ
شهوژپ هنیشیپ شهوژپ رب یرورم ریخا یاه
رد هدافتسا زا فیط یجنس کیدزن زمرق نودام یئرم یارب
شیپ ب ینی یگژیو یاه کاخ ناشن یم دهد هک یم ناوت
هب نیا یروانف هب ناونع کی هنیزگ مک هنیزه و عیرس نیزگیاج شور یارب
یاه درادناتسا شیپ ینیب یگژیو یاه کاخ اب تقد لباق لوبق
دامتعا درک (
Ahmadi et al., 2021
.)
Wang et al., (2018)
فیط شور زا کاخ یکیرتکلا تیاده دروآرب یارب لقادح لدم ود و یجنس
دندرک هدافتسا یفداصت لگنج و یئزج تاعبرم .
رد نیا ،شهوژپ نییبت بیرض یکیرتکلا تیاده
اب کاخ یفداصت لگنج لدم 93
/ 0 تسد هب
دمآ .
Lazaar et al., (2021)
شکارم یقرش لامش رد عقاو افیرت تشد رد یشهوژپ رد رد
100 و تلیس ،سر تارذ دصرد ،کاخ هنومن
فیط شور زا هدافتسا اب ار کاخ نش دندز نیمخت کیدزن زمرق نودام یئرم یجنس
ا . نی نارگشهوژپ دصرد
تارذ
،نش هب ار سر و تلیس
نییبت بیارض اب بیترت 93
/ 0 ، 87 / 0 و 53 / 0 هشیر و نیگنایم تاعبرم اطخ 72 / 3 ، 55 / 4 و 72 / 3 دروآرب دندرک . و یلوسر ناراکمه
،.
( 1397 )
زا فیط شور یگژیو یخرب نیمخت یارب یجنس
یاه 150 یحطس کاخ بکرم هنومن هک
قمع زا 20 - 0 یتناس فلتخم یربراک راهچ یرتم
نامرک ناتسا رد ریسدرب هقطنم رد هدافتسا
،شهوژپ نیا رد .دندومن ،تلیسدصرد ،نشدصرد ،سر دصرد ،کهآ یارب نییبت بیرض ریداقم
لآ نبرک وpH
بیترت هب ی 62
/ 0 ، 3 / 0 ، 64 / 0 ، 66 / 0 ، 01 / 0 و 68 / 0 دمآ تسد هب .
هکبش شور رد تلیس نازیم دروآرب رد ،جیاتن نیرتهب
شیپ اب یعونصم یبصع شزادرپ
هناگدنچ هدیشخپ حیحصت ( نییبت بیرض اب
98 / 0 ( اطخ تاعبرم نیگنایم مود هشیر و ) 08
/ 1 ) دمآ تسد هب .
رادقم هک نیا هب هجوت اب تبسن(RPD
فارحنا هب رایعم
)RMSE
شور همه رد زا رتشیب اه
2 شیپ ،دمآ تسد هب لدم همه ینیب
.دوب یلاع اه
رونرتچ و ناراکمه ( 1398 ) رد هعلاطم
،یا راتفر یفیط دصرد
،سر نش و تلیس رد کاخ یاه دعتسم دیلوت زیر درگ ناتسا ناتسزوخ ار
یبایزرا
دندرک . رد ادتبا یاهروتکاف یلصا
اب لدم نویسرگر لقادح
تاعبرم یئزج نییعت و سپس لدم لگنج یفداصت یور یاهروتکاف نییعت
هدش
ارجا دیدرگ رد.
هلحرم دعب درکلمع فیط یلصا و شور یاه شیپ رتلیف شزادرپ یکزتیواس
و
،یلاگ رتلیف یکزتیواس و
یلاگ هب هارمه قتشم
،لوا رتلیف یکزتیواس و
یلاگ هب هارمه قتشم
،مود شور لامرن یزاس درادناتسا و شور فذح راتسویپ رد فذح زیون و شیازفا تقد لدم
هسیاقم جیاتن .دندش ناشن
داد هک شور فذح راتسویپ رد ود یگژیو دصرد سر ( 98 / 1
= RPDCAL
) و دصرد تلیس ( 65 / 1
= RPDCAL
) و
شور قتشم مود یارب دصرد نش ( 97 / 1
= RPDCAL
) نیرتهب درکلمع ار هتشاد دنا یبارهم.
یرهوگ و ناراکمه ( 1399 ) هعلاطم یا فده اب ار
شیپ ینیب تفاب کاخ اب هدافتسا زا هزادنا یریگ یاه یفیط و لدم یاه هکبش یبصع یعونصم و
نویسرگر لقادح
تاعبرم یئزج ماجنا دنداد .
جیاتن نیا یسررب ناشن داد هک هکبش یبصع یعونصم تبسن هب نویسرگر لقادح
تاعبرم یئزج ییاراک یرتهب تشاد . لدم نویسرگر تاعبرم
یئزج تقد رایسب ینییاپ تشاد ( 3 / 1 - 0 / 0
2~
).R
رد
،هک یلاح شور رد
هکبش یبصع یعونصم رادقم
R2
هب بیترت یارب
،سر نش و تلیس
7 / 0
، 76 / 0 و 73 / 0 هب تسد دمآ و نیگنایم هشیر تاعبرم اطخ هب بیترت 9 / 14
، 54 / 5 و 01 / 7 مرگ رب مرگولیک ساسارب هداد یاه نومزآ ( 20
دصرد هداد اه ) هب تسد هک دمآ ناشن هدنهد تقد رتلااب و یاطخ رتمک لدم هکبش یبصع یعونصم یم
زا هک دنتفرگ هجیتن نینچمه .دشاب
نآ ییاج هک هطبار نیب دصرد تارذ کاخ و باتزاب یفیط کاخ یطخ
،تسین هب رظن یم دسر شور هکبش یبصع یعونصم یارب
یسررب و
هیزجت و هطبار لیلحت نیب
یازجا تفاب کاخ و هداد یاه یفیط بسانم دشاب ( ،.ناراکمه و یتمحر .
1401 یشهوژپ رد ) تیاده
رتکلا یکی
سلک تانبرک ،کاخ می
و نبرک یلآ شنکاو و کاخ
200 یحطس کاخ هنومن هدافتسا اب ار ناهفصا مریمس هقطنم
لدم زا تاعبرم لقادح یاه
یئزج یلصا هفلؤم نویسرگر ،
، هکبش بصع ی عونصم ی و نویسرگر نیشام
رادرب نابیتشپ فیط شور هب .دندز نیمخت یجنس
نیرتهب لدم اه
رد دروآرب تیاده رتکلا یکی سلک تانبرک ،کاخ می
و نبرک یلآ لدم یئزج تاعبرم لقادح و
یارب شنکاو کاخ لدم نویسرگر نیشام
رادرب
نابیتشپ و شور نیرتهب یاه
شیپ شور ،شزادرپ قتشم یاه
اب بیترت هب یریگ بیارض
نییبت 94 / 0
، 88 / 0
، 9 / 0 و 79 / 0 دندوب و مامت
،اهدروآرب نیرتمک ارRMSE
تبسن هب شور یاه رگید و 2
RPD>
دنتشاد .
شور شهوژپ یسانش
هعلاطم دروم هقطنم
،هعلاطم دروم هقطنم شهوژپ نیا رد رد عقاو مریمس ناتسرهش لک
یبرغ بونج یم ناهفصا ناتسا
.دشاب مریمس ناتسرهش تحاسم 5224
تسا عبرم رتمولیک ییایفارغج لوط نیب ناتسرهش نیا و
17΄
51˚
΄ات
˚3 52 ییایفارغج ضرعو یقرش 42΄
30 ˚
΄ ات
˚51 31 رارق یلامش
هقطنم طسوتم عافترا .دراد 2400
.تسا ایرد حطس زا رتم ساسارب
میسقت یدنب بآ نپوک و
یاوه ،هقطنم درس اب ناتسبات یاه کشخ و مرگ
و رد تاعافترا یبونج درس اب ناتسبات یاه کشخ و کنخ یم دشاب . یامد نیگنایم هنایلاس
هقطنم 6 / 10 یتناس هجرد نیگنایم .تسا دارگ
هقطنم هنلااس یگدنراب 1
/ 398 یلیم .تسا رتم ششوپ
یهایگ هقطنم
ًاتدمع یپتسا
، اهرازفلع و ناتخرد یلگنج تسا . هدنارور هقطنم رد مریمس
هنیچ رظن زا و تسا هدش عقاو ناجریس جدننس نوز و سرگاز نیمز مود نارود هب طوبرم تلایکشت یسانش
نآ رد رضاح دهع ات یسانش
لیش بلاق رد یگنس یاه نومنخر نیرت یمیدق دراد یگدنکارپ -
کهآ و تسیش هتشهن ،کیساروژ هرود هدش نوگرگد یاه
یکهآ یاه
نیلوتیبرا هساترک گنر یاه لیش و ارمولگنک هارمه هب یرتسکاخ و زبس ،زمرق یاه نرام و راد -
،نرام نینچمه و نسوئا یرامسآ تلایکشت
هسام ،لیش تفربآ و نسویلپ یرایتخب یارمولگنک تلایکشت و نسویم ناراسچگ تلایکشت هارمه هب ارمولگنک و گنس
مراهچ نارود یاه
سارت لماش رانک یمیدق و دیدج یاه
هناخدور کاخ و اه طورخم و یزرواشک یاه
هنکفا صخاش نیرتزراب زا اه نیمز یاه
هدمع شخب یسانش
یم هعلاطم دروم هدودحم .دنشاب
هزیرگنس و ناوج و یلیفورپ لماکت نودب ،قمع مک اه کاخ برغ و برغ لامش و یقرش لامش هدودحم رد
یضرا عبانم .تسا هتفرگ رارق یکهآ داوم یور رب هک راد هپت ار هدودحم نیا
تلایکشت و رودم للق اب هتفای شیاسرف ًاتبسن یاه گنس
یاه
یم لیکشت ینرام و یکهآ دنهد
. هزیرگنس و میلام بیش اب تابوسر و یا هنماد تشد رد اه کاخ نیگنس یلیخ ات نیگنس تفاب و دایز قمع
کاخ هک نآ نمض .تسا تمسق نیا یضارا عبانم و کاخ تاصخشم زا یحطس یاه هنماد تشد یضارا هنوگ ود یور انح هقطنم فارطا
یا
هزیراو و گنس یاه تسا توافتم تفاب و قمع تهج زا و هدش لیکشت راد
. یتنا هقطنم کاخ یفلآ ،لوس
یتپسنیا و لوس یم لوس
دنشاب
،نایللاج(
1376 ) . لکش 1 ، تیعقوم هنومن طاقن یم ناشن ار هعلاطم دروم هقطنم رد یرادرب
.دهد
لکش 1 . تيعقوم هنومن طاقن هعلاطم دروم هقطنم رد یرادرب
هنومن یهاگشيامزآ یاهزيلانآ و یرادرب
دادعت شهوژپ نیا ماجنا روظنم هب 200
( یحطس هیلا زا کاخ هنومن 0
- 10 شور هب )یناقوف رتمیتناس هنومن
یرادرب مظنم یفداصت (
Minasny
2006 and McBratney,
ب ) دش تشادر .
هنومن اه عمج ی ادتبا هدش یروآ کشخ اوه
هدش و سپس یلیم ود کلا زا هداد روبع یرتم
دندش .
هزادنا یریگ کاخ تبوطر هلیسوب
ندرک کشخ هنومن
اه رد کی نوآ رد یامد 105 هجرد دارگیتناس و
هب تدم 24 تعاس تروص تفرگ سپس.
هاگتسد اب عابشا لگ رد کاخ شنکاو کاخ یروش ،رتمpH
هراصع رد و عابشا
زا هدافتسا اب رتمEC
(Richards, 1954)
اب کاخ تفاب ،
یرتموردیه شور زا هدافتسا
(Bouyoucos, 1951)
یتشگرب نویسارتیت شور هب کهآ ،
(Lanyon and Heald, 1982)
شور هب چگ ،
نوتسا اب بیسرت
(Nelson, 1982)
هنومن یلآ نبرک نازیم و اه
کا شور هب میساتپ تامورک ید ترواجم رد و رت نویسادیس
(
Walkley
and Black, 1934
هزادنا ) یریگ دندش .
فيط یجنس
فیط رد یجنس
، هب رون عبنم کی زا یسیطانغمورتکلا یژرنا کی
یم دروخرب هدیدپ شخب و بذج یشخب ،سکعنم نآ زا یشخب و دنک
ی رگید
یم هداد روبع دوش
(
Clark, 1999
) . ره هدیدپ هب د لیل یگژیو یاه صاخ بیکرت یلوکلوم و راتخاس
،صاخ راتفر یفیط یرصحنم ار
رد نیا
هیحان زا فیط داجیا سیطانغمورتکلا یم
نک هک د تشگنارثا یفیط
یم هدیمان دوش
(Viscarra Rossel et al., 2006)
. فیط ،هعلاطم نیا رد اه
هاگتسد زا هدافتسا اب هاگشیامزآ رد فیط
ینیمز جنس
FieldSpec 3 ASD
تکرش تخاس(
Inc, Analytical Spectral Devices
مولع هورگ )
زاوها نارمچ دیهش هاگشناد نیمز هیحان رد
یئرم - هدودحم رد هاتوک جوم لوط زمرق نودام کیدزن زمرق نودام 350
ات 2500 هیهت رتمونان
دیدرگ دن (
2009 Janik et al.,
.) فیط مرن زا هدافتسا اب اه هخسن( ورپ کپسا ویو رازفا
6.2.0 ) یارب سپس .دندمآ رد ینتم لیاف تروص هب
مرن زا لیلحت و هیزجت هخسن( رلبمارکسنآ رازفا
10.4 .دش هدافتسا )
شيپ فيط شزادرپ اه
شهوژپ نیا رد ود
شخب یاراد زیون رد ادتبا و یاهتنا فیط اه رد یجوم لوط هنماد نیب
350 ات 450 و رتمونان 2450 ات 2500 فذح رتمونان
سپس .دندیدرگ هلداعم( دش لیدبت بذج هب ساکعنا ریداقم
1 هلداعم نیا رد .) وA
دصرد بسح رب ساکعنا و بذج ریداقم بیترت هبR
یم .دشاب هطبار 1
A=Log (1/R) )
شور زا هتساوخان لماوع تاریثأت فذح روظنم هب ،دعب هلحرم رد یاه
دش هدافتسا شزادرپ شیپ .
شور یاه شیپ شزادرپ روظنم هب
شخپ شهاک یگدی
غ ،رون یطخری ثأت و ندوب تاری
حم لماوع یطی
رییغت ،بورپ یگدولآ ،تشرد یلآ یایاقب ،کاخ حطس یربز دننام هتساوخان
شور زا یوج ینکفاوترپ تاریثأت و کاخ و روسنس هلصاف هدافتسا شزادرپ شیپ یاه
یم دنوش . جیاتن شهوژپ یاه فلتخم رد نیمخت
یگژیو یاه فیط یجنس ناشن یم دهد هک شور یاه فلتخم شیپ شزادرپ ثأت ری هجوت لباق ی
ور رب ی سرگر لدم ینوی
( دنراد
Kuśnierek,
2011; Buddenbaum and Steffens, 2012; Gras et al., 2014; Nawar et al., 2016
) جیاتن.
دروآرب نکمم تسا اب هدافتسا زا
شور یاه فلتخم شزادرپ یرامآ و قتشم نتفرگ زا فیط اه رییغت دنک (
Reeves et. al., 2002
.) شور شیپ یاه رد هدافتسا دروم شزادرپ
لماش شهوژپ نیا هناگدنچ هدیشخپ حیحصت
،1
درادناتسا لامرن ریغتم ،2
لوا قتشم یلاگ یکزتیواس رتلیف هارمه هب3
دندوب شهوژپ نیا رد.
هلمجدنچ زا یلاگ یکزتیواس رتلیف لامعا یارب یا
هجرد یاه یگیاسمه طاقن دادعت و 2
15 .دش هدافتسا
لدم یزاس
لدم دروآرب یارب هدافتسا دروم یاه کاخ تارذ
لدم یاه یئزج تاعبرم لقادح نویسرگر نابیتشپ رادرب نیشام ،
و یبصع هکبش .دندوب
نویسرگر لقادح
تاعبرم ىئزج هب تلع سرتسد ی مرن هب ناسآ ناسآ کرد و رازفا
هطبار ب یگژیو نی یاه
و کاخ باتزاب یاه ط یلدم یفی
تسا لوادتم رایسب .
و عیرس لدم نیا هب
یناسآ سفت لباق .تسا ری نویسرگر لقادح
تاعبرم ىئزج یکی زا شور یاه تیلباق اب رد ت و هیزج
هداد لیلحت یم اه
هک دشاب تلع نآ یگتسباو مک
هب سایقم هزادنا
،یریگ مجح هنومن و عیزوت یقاب هدنام و مدع یگتسباو نآ هب ضرف لامرن
ندوب هداد تسا اه
.
لدم یئزج تاعبرم لقادح نویسرگر هناگدنچ یطخ نویسرگر زا یبیکرت
( )MLR
هفلؤم هب هیزجت و یلصا یاه
(4
تسا )PCA
زا و
سیرتام ود نیب یطابترا ،هریغتمدنچ یطخ هطبار کی قیرط هداد( x
و )یفیط یاه یم داجیا )کاخ یگژیو( y
هطبار( دنک 2
) .
bi
رادرب
و ینویسرگر
b0
یم هدننک ادج زرم ( دشاب
2001 Wold et al.,
.)
هطبار(
2 )
x+b0
y=bi
نیشام رادرب نابیتشپ کی شور یریگدای اب تراظن و ریغ کیرتماراپ تسا
و یم دناوت رب تلاکشم شور
یاه رگید هک زا شیارگ هوقلاب
نآ اه هب شیب شزارب تاعلاطا زاب
یم ددرگ هبلغ دنک . نیا لدم رب یانبم یروئت میهافم یرامآ راوتسا5
تسا و یارب یاهدروآرب ینویسرگر
یطخریغ دربراک
دراد . نیشام رادرب نابیتشپ ، هب ار جیاتن یراتخاس یاطخ لقادح
یم ( دناسر هطبار 3 و 4 .) یعبات ،لدم نیا رد طبترم
اب ریغتم
1. Multiplicative Scatter Correction 2. standard normal variate 3. First Derivative
4- Principal Component Analysis 5 Statistical learning theory
هتسباو دوخ هکy
یعبات زا دنچ ریغتم لقتسمx
یم دروآرب ،تسا هباشم .دوش
ریاس لئاسم ینویسرگر
، ضرف یم دوش نایم هطبار یاهریغتم
لقتسم و هتسباو اب عبات یربج دننام
f(x)
یرادقم هولاع هب ( زاجم یاطخ
صخشم )ε
.دوش ،بیارض رادربW
و لنرک تباث∅
هلداعم تباثb
تسا (
Vapnik and Vapnik, 1998
.) هب طوبرم تابساحم لدم
یاه یئزج تاعبرم لقادح نویسرگر نیشام
رادرب نابیتشپ هدافتسا اب زا
مرن یاهرازفا
Unscrambler X 10.4
.دندش ماجنا
( هطبار 3 )
x)+b
∅(
T. f(x)=W
( هطبار 4 )
y=f(x)+noise
هکبش یاه یبصع یعونصم یم
دنناوت رد لدم یزاس متسیس یاه هدیچیپ هب راک هدرب دنوش و دوخ هطبار یقطنم نیب اهریغتم ار یط
دنور شزومآ فشک یم دننک (
Almeida, 2002
.) شزادرپ رد نیا هکبش اه اب یدایز دادعت نورن
ماجنا یم دوش . ره نورن رد ره اب هیلا نزو ییاه
هب رصانع هیلا لبق و دعب لصتم یم ( دوش
Karayiannis and Venetsanopouios, 1993
.) رد اب یعونصم یبصع هکبش لدم شهوژپ نیا
مرن زا هدافتسا رازفا
هس ابJMP
هیلا یفخم یارب هکبش داجیا نورتپسرپ
دروم هدافتسا رارق نورن دادعت و تفرگ یاه
هیلا یفخم هب تروص
یعس و اطخ هب تسد دندمآ هکبش.
یبصع یعونصم یاراد
کی هیلا کی ،یدورو ای
دنچ و یفخم هیلا کی
هیلا تسا یجورخ رد.
ره هیلا
یدادعت نورن دوجو هک دراد زا قیرط نزو اه هب هرگ یاه یدعب لصتم یم نورن دادعت .دنوش اه
رد هیلا یدورو هتسباو هب دادعت یاهرتماراپ
یدورو دادعت و نورن رد هیلا یجورخ هتسباو هب دادعت رتماراپ تسا یجورخ روط هب.
یلک دادعت نورن رد هیلا ناهنپ عبات هطباض هدوبن یصاخ
و نییعت دادعت بسانم نآ طقف زا قیرط یعس و اطخ ریذپ ناکما تسا
ترابع هب.
رگید دادعت هنیهب نورن یاه یفخم لصاح ینامز یم
دوش
هک هکبش یبصع نیرتهب شزادرپ ار اب اطخ نیرتمک رد
ره ود هلحرم شزومآ و نومزآ لدم ماجنا دهد ( هطبار 5 .) عبات باختنا ربراک طسوتf
یم یاهرتماراپ و دوش و )نزو(w
تسا میظنت لباق )هلداعم تباث(b
(
Sargent, 2001
.)
هطبار(
5 )
a=f(wp+b)
لدم یبايزرا اه
هب روظنم یجنساو و یجنسرابتعا لباقتم یجنسرابتعا شور زا
هداد .دش هدافتسا1
هورگ ود هب اه 70
% و یجنساو یارب 30
% یجنسرابتعا یارب
لدم .دندش میسقت اه رد
تیاهن هب روظنم نییعت لوط جوم یاه
،هنیهب زا شور نومزآ مدع تیعطق زنترام هدافتسا2
دش اب جیاتن تقد یبایزرا.
زا هدافتسا هرامآ
اطخ تاعبرم نیگنایم هشیر یاه (
هطبار 6 هطبار( نییبت بیرض ،) 7
و )
3RPD
هطبار(
8 طباور نیا رد .دش ماجنا )
xo
رادقم
هزادنا ،هاگشیامزآ رد هدش یریگ
xe
فیط شور هب هدش دروآرب رادقم ،یجنس
و رایعم فارحنا SD
هداد دادعتn
اه تسا .
( هطبار 6
1/2 )
] ) xe
- 1/n∑( xo
[ RMSE=
هطبار(
7
)] )
)2
¯o
x - ( xo
)2
¯e
x - ))/( ∑( xe
¯o
x - ) ( xo
¯e
x -
=[(∑( xe
R2
هطبار(
8
RPD=SD/RMSE )
هتفاي یاه شهوژپ
یرامآ فیصوت دصرد
یگژیو کاخ یاه هزادنا
لودج رد هاگشیامزآ رد هدش یریگ 1
شیامزآ ساسارب .تسا هدش هداد ناشن هدش ماجنا یاه
.تسا هدوب چگ دقاف هقطنم
لودج 1 یتاعلاطم هقطنم رد كاخ تفاب یازجا یرامآ فيصوت .
یرامآ یگژیو تلیس
)%(
نش )%(
)%( سر یلآ نبرک
تانبرک میسلک لداعم )%(
کاخ شنکاو کاخ یکیرتکلا تیاده
نیگنایم 52
/ 39 26
/ 31 47 / 27 89
/ 0 6
/ 31 6
/ 7 6
/ 0
رثکادح 56
70 15
17 / 2 70
15 / 8 52
/ 1
لقادح 10
5 40
3 / 0 5
7 29
/ 0
هنماد 46
65 25
87 / 1 65
15 / 1 23
/ 1
رایعم فارحنا 08
/ 10 71
/ 15 14
/ 5 19 / 0 87
/ 3 1
/ 0 17
/ 0
( تارییغت بیرض
% 26 ) 50
19 7
/ 21 4
/ 12 34
/ 1 74
/ 28
1. Cross validation
2. Martens' Uncertainty Test 3. Ratio of performance to deviation
رب هقبط ساسا یدنب
( )1985 Wilding
زا رتمک تارییغت بیرض 15
تارییغت بیرض ،مک یریذپرییغت هدنهد ناشن 15
ات 35 دصرد
زا رتلااب تارییغت بیرض و طسوتم یریذپرییغت هدنهد ناشن 35
یگژیو دایز تارییغت هدنهد ناشن دصرد یم هقطنم رد کاخ یاه
.دشاب
یریذپرییغت و طسوتم هقطنم رد تلیس و سر ریداقم تارییغت ،نیاربانب یم دایز هقطنم رد نش رادقم
.دشاب
لودج .2 یگژيو نيب نوسريپ یگتسبمه بيارض كاخ یاه
تليس دصرد نش دصرد
كاخ شنکاو نبرک دصرد
یلآ تياده
یکيرتکلا سر دصرد
تانبرک دصرد لداعم ميسلک تبوطر دصرد
یمجح تبوطر دصرد 1
یمجح
** 1 779 / 0 تانبرک دصرد -
لداعم میسلک
** 1 324 / 0
** - 418 / 0 سر دصرد
1 026
/ 0
** - 507 / 0
** - 732 / 0 یکیرتکلا تیاده
** 1 283 / 0 073 / 0 - 101 / 0 - 046
/ 0 یلآ نبرک دصرد
** 1 223 / 0 - 054 / 0 113
/ 0
** - 652 / 0
** - 33 / 0 - کاخ شنکاو
** 1 61 / 0 - 05
/
** 0 561 / 0 - 136 / 0
** - 759 / 0
** - 637 / 0 نش دصرد
** 1 954 / 0
** - 62 / 0 12
/ 0
** - 628 / 0 015 / 0
** - 854 /
** 0 778 / 0 - تلیس دصرد
حطس رد یگتسبمه .**
01 / 0 تسا راد ینعم
یگژیو نیب نوسریپ یگتسبمه بیارض لودج رد کاخ یاه
2 تلیس دصرد و سر دصرد نیب ،ساسا نیا رب .تسا هدش هداد ناشن
حطس رد یراد ینعم یفنم یگتسبمه 01
/ 0 نینچمه .دراد دوجو رد نیب
ینعم یفنم یگتسبمه تلیس دصرد و نش دص حطس رد یراد
01 / 0
.دراد دوجو و سر دصرد نیب
حطس رد تبثم راد ینعم یگتسبمه یمجح تبوطر دصرد 01
/ 0 میسلک تانبرک دصرد و سر دصرد نیب و
ینعم یفنم یگتسبمه کاخ شنکاو و ،یکیرتکلا تیاده ،لداعم حطس رد یراد
01 / 0 .دراد دوجو و نش دصرد نیب
یمجح تبوطر دصرد
حطس رد 01 / 0 حطس رد یفنم یگتسبمه لداعم میسلک تانبرک دصرد و نش دصرد نیب و تبثم یگتسبمه 01
/ 0 .دراد دوجو دصرد نیب
و تلیس ینعم تبثم یگتسبمه ،کاخ شنکاو و یکیرتکلا تیاده ،لداعم میسلک تانبرک دصرد حطس رد یراد
01 / 0 دصرد و تلیس نیب و
ینعم یفنم یگتسبمه یمجح تبوطر حطس رد یراد
01 / 0 لکش .دراد دوجو 2
و 3 فیط ساکعنا و بذج یاهرادومن بیترت هب هب ماخ یاه
هنومن زا هدمآ تسد یم ناشن ار کاخ یاه
.دهد باتزاب کاخ هب روط یلک رد هدودحم یئرم و و نییاپ رد
هدودحم خرسورف یم لااب دشاب
(
Islam et al., 2003
.)
لکش 2 فيط ساکعنا نازيم رادومن . هنومن همه زا هدمآ تسد هب ماخ یاه
كاخ یاه
لکش 3 فيط بذج نازيم رادومن . هنومن همه زا هدمآ تسد هب ماخ یاه
كاخ یاه
رد
،لدم نیا یگژیو نیب ینویسرگر تلاداعم ،لدم هنیهب یاهروتکاف زا هدافتسا اب
نویسرگر لدم رد هنیهب یاهروتکاف اب کاخ یاه
لودج رد ،کاخ تارذ دصرد یارب یئزج تاعبرم لقادح نویسرگر لدم رد هنیهب یاهروتکاف .دندمآ تسد هب هناگدنچ یطخ 3
هداد ناشن
هدش .دنا
لودج 3 تلاداعم . نيب ینويسرگر
تارذ یئزج تاعبرم لقادح نويسرگر لدم رد هنيهب یاهروتکاف اب كاخ
یگژيو كاخ یاه شيپ شور
شزادرپ روتکاف
هنيهب ینويسرگر هلداعم
سر (
% ) یلاگ یکزتیواس رتلیف+لوا قتشم
8 +1281.48X5
+699.735X4
+305.83X3
+655.66X2
Y=27.82+11.41X1
+3.49 +725.04X8
+660.52X7
1575.13X6
+
هناگدنچ هدیشخپ حیحصت 8
+26.93X6
+10.42X5
+10.75X4
+7.67X3
+10.96X2
Y=27.82+1.32X1
+6.01 +41.20X8
27.87X7
+
درادناتسا لامرن ریغتم +4.73 7
+4.36X6
+0.93X5
+0.98X4
+0.99X3
+1.49X2
Y=27.82+0.18X1
+6.44 X7
نش (
% ) یلاگ یکزتیواس رتلیف+لوا قتشم
3 Y=27.33+626.18X1+876.55X2+2156.91X3+57.53
هناگدنچ هدیشخپ حیحصت +29.92X 6
+50.38X5
+28.48X4
+10.43X3
+14.63X2
Y=27.33+9.95X1
+48.45
6
درادناتسا لامرن ریغتم 6
+48.27 +3.44X6
+6.5X5
+3.46X4
+1.45X3
+1.8X2
Y=27.33+1.31X1
تلیس
%( ) یلاگ یکزتیواس رتلیف+لوا قتشم 4
+12.47 +678.29X4
+1800.53X3
488.86X2
- Y=42.18+440.62X1
هناگدنچ هدیشخپ حیحصت 2
+16.75 +4.68X2
Y=42.18+7.4X1
درادناتسا لامرن ریغتم 2
+16.33 +0.67X2
Y=42.18+0.97X1
لدم جیاتن هرامآ زا هدافتسا اب کاخ تلیس و نش ،سر یزاس
( اطخ تاعبرم نیگنایم هشیر رادقم یاه )RMSE
( هلداعم 1 بیرض ،)
هلداعم( نییبت 2
و ) .دیدرگ یسرربRPD
لوادج 4 ، 5 و 6 لدم جیاتن یزاس
تلیس و نش ،سر کاخ
هعلاطم دروم هقطنمرد یم ناشن ار
.دنهد
لکش 4 هطبار نیب هزادنا سر دصرد هدش یریگ
و شیپ هدش ینیب اب
فیط لدم رد کاخ شیپ شور اب وPLSR
هدیشخپ حیحصت شزادرپ
هناگدنچ یم ناشن ار .دهد