کارآیی مدل رقومی ارتفاع و مشتقات آن در نقشه‏برداری خاک با استفاده از مدل استنباطی خاک- سرزمین (SoLIM)

نوع مقاله : مقالات پژوهشی

نویسندگان

چکیده

چکیده
محدودیت‏های موجود در روش‌های سنتی (مرسوم) شناسایی خاک و پیشرفت‏های صورت‌گرفته در فناوری اطلاعات، باعث ارایه‌ی راه کارهای نوینی شده است که به‌طور کلی «شناسایی رقومی خاک» نامیده می‌شوند و هدف آن‌ها پیش‏بینی کلاس‏های خاک یا ویژگی‏های آن، بر اساس متغیرهای محیطی و یا خصوصیاتی از خاک است که به‏سادگی قابل دستیابی یا محاسبه هستند. هدف از پژوهش حاضر، بررسی کارآیی مدل رقومی ارتفاع و مشتقات آن در پیش بینی و برآورد کلاس‌های خاک، با استفاده از مدل SoLIM و اعتبارسنجی نتایج این مدل در منطقه ی بروجن - استان چهارمحال و بختیاری- می باشد. برای این منظور، 18 ویژگی مختلف از مدل رقومی ارتفاع شامل ارتفاع، درصد شیب، جهت شیب، انحنای خالص، انحنای کمینه، انحنای بیشینه، انحنای تانژانت، انحنای نیمرخی، انحنای شکل سطح، جهت جریان، تجمع جریان، تابش مستقیم، مدت پخشیدگی، تابش پخشیده، تابش کل، شاخص قدرت جریان، شاخص رسوب و شاخص نمناکی استخراج گردیدند. این ویژگی‌ها به همراه سه زیرگروه و هفت فامیل خاک غالب موجود در منطقه ی مطالعاتی (شامل 89 خاک رخ از 125 خاک رخ حفرشده در کل منطقه)، ماتریس داده های ورودی به مدل SoLIM را تشکیل دادند. نتایج نشان داد که تنها با توجه به مدل رقومی ارتفاع می توان در سطح زیرگروه با دقت حدود 65 درصد در درون یابی و 40 درصد در تعمیم (برون یابی) نتایج، برآورد درستی از کلاس های خاک داشت. این مقادیر در سطح فامیل خاک، تقریباً به نصف کاهش یافتند. ارزیابی نتایج شناسایی خاک ها بر اساس کلید رده بندی خاک آمریکایی که دارای معیارهای سخت و صُلب است، تا حدی می تواند گمراه کننده باشد؛ حال آن که استفاده از مدل فازیِ SoLIM که تغییرپذیری تدریجی خاک ها را مد نظر قرار می‌دهد، نمود بهتری از واقعیت خاک‌ها را بیان می‌کند.

واژه های کلیدی: مدل رقومی ارتفاع، مدل SoLIM، منطق فازی، نقشه برداری رقومی خاک

عنوان مقاله [English]

Efficiency of Digital Elevation Model and its Attributes for Soil Mapping Using Soil-Land Inference Model (SoLIM)

نویسندگان [English]

  • M. Bagheri Bodaghabadi
  • M.H. Salehi
  • J. Mohammadi
  • N. Toomanian
  • I. Esfandiarpour Boroujeni
چکیده [English]

Abstract
Limitations of traditional (conventional) soil surveys and improvement of information technology have lead soil surveyors to invent new methods which are generally called digital soil mapping (DSM). The aim of these methods is the prediction of soil classes or soil properties based on easily-available or measuring environmental variables. The objective of this investigation is to study the efficiency of digital elevation model and its derivates for soil mapping using Soli-Land Inference Model (SoLIM) and credibility of its results in the Borujen area, Chaharmahal-va-Bakhtiari province. Eighteen terrain attributes including height, slope (angle), aspect, curvature, minimum curvature, maximum curvature, tangent curvature, profile curvature, planform curvature, flow direction, flow accumulation, direct radiation, diffuse duration, diffuse radiation, area solar radiation, power index, sediment index and wetness index, were derived from the DEM. These derivates as well as three dominant soil subgroups and seven soil families of the region were used to construct the input data matrix of the model. Results showed an accuracy of 65% and 40% for interpolation and extrapolation of the soils at subgroup level, respectively. The accuracy decreased to half when soil families were considered for credibility of the model. Because of using crisp limitations in American Soil Taxonomy system, assessing soil survey results can be miss-leading partially, whereas using SoLIM model shows well the reality of the soils in the field.

Keywords: SoLIM, Fuzzy logic, Digital soil mapping, Digital elevation model