تخمین شوری خاک در بستر خشک‌شده دریاچه ارومیه با استفاده از تصاویر اپتیک سنتینل 2b و مدل‌های رگرسیون خطی چندمتغیره

شوری خاک، یکی از شایع‌ترین و مهم‌ترین عوامل تخریب اراضی در مناطق خشک و نیمه‌خشک بوده و پایش و مدیریت صحیح آن امری ضروری است. در کشور ایران، بسیاری از اراضی کشور، در معرض افزایش شوری خاک قرار گرفته است که از مهم‌ترین آنها می‌توان به سواحل دریاچه ارومیه اشاره کرد. از آنجا که تکنیک‌های سنجش از دور، روشی کارآمد و مقرون به‌صرفه در پایش شوری خاک هستند، در سال‌های اخیر بهره‌گیری از این فناوری توسعه چشمگیری یافته و مدل‌های مختلفی برای این منظور توسعه داده شده است. از جمله پرکاربردترین آن‌ها، می‌توان به مدل‌های رگرسیون خطی اشاره کرد. این تکنیک‌ها، عمدتاً تک‌متغیره بوده و تلفیق باندهای طیفی در تخمین شوری خاک مغفول واقع شده است. در تحقیق حاضر، به‌منظور بهبود تخمین شوری خاک با تصاویر چندطیفی، مدل‌های رگرسیون خطی چندمتغیره پیشنهاد شده است. روش پیشنهادی، به‌طور همزمان، پتانسیل محدود ولی متفاوت باندهای طیفی مختلف را بکار گرفته و انتظار می‌رود به دقت‌های بالایی در تخمین شوری خاک بیانجامد. به منظور ارزیابی روش پیشنهادی، میزان شوری خاک در بستر خشک‌شده دریاچه ارومیه اندازه‌گیری شد. داده اصلی مورد استفاده در این تحقیق، تصویر چندطیفی سنتینل  است که در تاریخ 6 اکتبر 2018 از منطقه مورد مطالعه اخذ شده است. در تحقیق حاضر، از 8 باند طیفی تصویر سنتینل (باندهای مرئی و مادون‌قرمز) و 17 شاخص شوری برای تخمین شوری خاک استفاده شد. برای کالیبراسیون مدل‌ها و ارزیابی صحت آنها در تخمین شوری خاک، طی عملیات صحرائی، تعداد 28 نمونه آموزشی و 10 نمونه ارزیابی در زمان گذر ماهواره از سطح منطقه مورد مطالعه جمع‌آوری شده و هدایت الکتریکی آنها، در آزمایشگاه مرکزی دانشگاه تبریز اندازه‌گیری شد. پس از کالیبراسیون مدل‌های رگرسیون خطی تک‌متغیره و مدلهای رگرسیون خطی چندمتغیره پیشنهادی، صحت تخمین شوری خاک در هر یک از این مدلها، با استفاده از پارامترهای ضریب تبیین‌ و مجذور میانگین مربعات خطا  در محل نمونه‌های ارزیابی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج ارزیابی نشان داد در مدل‌های رگرسیون خطی تک‌متغیره، بهترین مدل‌ها برای تخمین شوری خاک از باند مادون قرمز نزدیک باریک (8a) و شاخص روشنایی (bi) حاصل شده است که متناظر با بالاترین میزان و پایین‌ترین مقدار  در بین سایر مدل‌های رگرسیون خطی تک‌متغیره بوده است. مقادیر  و  برای باند  به ترتیب 0.89 و 20.85 بوده و برای شاخص bi به ترتیب برابر 0.83 و 21.33 است. در مقایسه با مدل‌های رگرسیون خطی تک‌متغیره موجود، رگرسیون‌های خطی چند‌متغیره پیشنهادی در این تحقیق، عمدتاً از دقت بالاتری در تخمین شوری خاک برخوردار بوده است. بهترین نتایج، از مدل رگرسیون خطی 7 متغیره حاصل شده است که بالاترین مقدار  و پایین‌ترین مقدار  نمونه‌های ارزیابی را در بین تمامی مدل‌های رگرسیون خطی تک‌متغیره و چندمتغیره داشته است (0.97=  و 8.77 =rmse). پس از تعیین دقیق‌ترین مدل‌های رگرسیون خطی تک‌متغیره و چند‌متغیره در تخمین شوری خاک، نقشه‌های شوری خاک منطقه که اطلاعات ارزشمندی از وسعت، توزیع مکانی و غلظت شوری را نشان می‌دهد، تهیه شد. نقشه‌های شوری خاک نشان می‌دهد که در بخش وسیعی از منطقه، شوری خاک بیشتر از 60 دسی زیمنس بر متر است. نتایج این تحقیق، موید قابلیت بالای رگرسیون خطی چندمتغیره پیشنهادی در این تحقیق و همچنین پتانسیل ارزشمند تصاویر چندطیفی سنتینل 2b در تخمین شوری خاک است.