مدل سازی پیش بینی شورشدن خاک بر مبنای تلفیق تصاویر ماهواره ای چند زمانه-چند مکانی

در مدیریت طرح ها و پروژه های کشاورزی، محیط زیستی و همچنین اطمینان از وجود امنیت غذائی، نقشه سازی و پایش پهنه و شدت شوری خاک ضروری به نظر می رسد. غالبا فرایند تهیه نقشه مناطق تحت تاثیر شوری که به شکل های مختلفی ظاهر می شود، مشکل است؛ حتی در خیلی از مواردی که نمک به صورت چشمی بر روی زمین قابل شناسایی باشد. واضح است که مساله پیچیده تر است چنانچه نمک در لایه های زیر سطحی و زیرین خاک تجمع شده باشد. چرا که داده های سنجش از دور متداول در به نقشه در آوردن عوارض (چه عکس های هوائی و چه داده های ماهواره ای) کلا قادر به برداشت عارضه های سطح می باشند. این نمک در طی زمان و با پیروی از فرایند طبیعی نیروی شعریه به سطح خاک می آید که در چنین شرایطی، تهیه نقشه آن به مراتب سخت خواهد بود و و استفاده از اراضی رابه مراتب غیر ممکن می کند. از طرف دیگر، اندازه گیری هدایت الکتریکی خاک (ec) در عرصه و حتی درآزمایشگاه، کاری زمان بر و پر هزینه است. در این پژوهش، با استفاده از تصاویر ماهواره ای لندست در دوره زمانی 1972 تا 2010 به کمک پاره ای از شاخصهای طیفی مانند شوری، پوشش گیاهی انتقال طیفی و مولفه های اصلی، اقدام به شناسائی پهنه های شوری شد و سپس با بررسی عوامل اقلیمی و کاربری و پوشش گیاهی ارتباط بین آنها با تغییرات پهنه های شوری بررسی شد و با ارائه مدلی با استفاده از مدل های پیش بینی مارکوف و توابع همسایگی شوری در سال 2011 و 2015 پیش بینی شد. نتایج نشان داد که بین ec خاک با تصاویر ماهواره ای و چند شاخص مشتق شده از تصاویر، رابطه معنا داری وجود دارد. اطلاعات طیفی به دست آمده از داده های سنجش از دور، شاخص خوبی برای اندازه گیری ec خاک به شمار می رود. در بین این شاخص ها، باند 7 و 1 ماهواره لندست tm همبستگی بالائی (76%) با هدایت الکتریکی خاک مشاهده ای داشته و می تواند در پیش بینی و برآورد آن استفاده شود. در میان شاخص های استخراجی از باندهای ماهواره لندست، انتقال طیفی 3 و مولفه اصلی 2 دارای همبستگی بالائی باec مشاهده ای بوده و می توانند در برآورد آن مورد استفاده قرار گیرند. گسترش مدل های پیش بینی شوری، به ویژه آنهائی که دارای متغیر های طیفی هستند، در برآورد و استخراج شوری در یک منطقه بزرگ مفیدند. نوسانات عوامل اقلیمی مانند دما و باران در طول دوره مطالعه نشان از ارتباط و همبستگی زیاد باران با تغییرات کلاسهای هدایت الکتریکی و گسترش شوری داشت. به گونه ای که کلاس های بین 4 تا25 و همچنین بالاتر از 30 دسی زیمنس بر مترارتباط معنی داری در سطح اطمینان 99% با ضریب رگرسیون بالای 70% را نشان دادند و کلاسهای کمتر از 4 و 25 تا 30 تغییراتشان تابعی از باران نبود. تغییرات درماده اولیه تشکیل دهنده خاک، پوشش زمین و کاربری انسانی در گسترش شوری نیز، با نوسانات شوری در سطح 99% ارتباط معنا داری داشتند. استفاده از مدل آمار مکانی که از خصوصیات طیفی باند 7 و انتقال طیفی 3 استفاد نمود، با مدل های توابع احتمالاتی زنجیره مارکوف و توابع خودکار همسایگی مورد مقایسه قرار گرفت و نشان از پیش بینی با موفقیت بالای 70 % داشت و ثابت نمود که نقشه پیش بینی سال 2010 با نقشه وضعیت موجود به وسیله مدل آمار مکانی همخوانی بهتری نسبت به نقشه های پیش بینی مدل تلفیق مارکوف و توابع همسایگی دارد. برای سال 2015 از این مدل استفاده و نشان داد که اراضی کشاورزی کمتر از 4 دسی زیمنس تا این سال به میزان 7100 هکتار در کلاسهای 4 تا 10 دسی زیمنس شوری قرار خواهند گرفت که پیشنهاد می شود با اعمال مدیریت لازم از گسترش این نواحی جلوگیری شود