تخمین هدایت هیدرولیکی اشباع لایه سطحی خاک به روش تلفیق توابع انتقالی و سنجش از دور (مطالعه موردی: اراضی جنوب اهواز)

هدایت هیدرولیکی خاک یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های فیزیکی خاک می‌باشد که شناخت آن، نقش مهمی در بررسی انتقال املاح و آلاینده‌ها در خاک دارد. بنابراین، هدف از این پژوهش به دست آوردن توابع انتقالی هدایت هیدرولیکی اشباع با استفاده از ترکیب ویژگی‌های زود یافت خاک و تصاویر ماهواره‌ای بود. بنابراین، هدایت هیدرولیکی اشباع خاک با استفاده از روش چاهک معکوس در بخشی از اراضی جنوب غربی استان خوزستان در 50 نقطه انجام شد. سپس، در این نقاط، نمونه‌های سطحی از خاک برداشت شد و ویژگی‌های زود یافت خاک مانند بافت خاک، هدایت الکتریکی، کربن آلی خاک و رطوبت اشباع خاک اندازه‌گیری شد. در مرحله بعد، شاخص‌های بازتابشی خاک، پوشش گیاهی و رطویتی خاک با استفاده از تصاویر ماهواره سنتینل – 2 تهیه شدند و یازده تابع انتقالی (ptf1-ptf11) برای هدایت هیدرولیکی اشباع طی چهار مرحله با ترکیب ویژگی‌های زود یافت خاک و این شاخص‌ها به دست آمد. در نهایت، با استفاده از مدل جنگل تصادفی پهنه‌بندی هدایت هیدرولیکی اشباع خاک به دست آمد. نتایج مدل‌سازی توابع انتقالی هدایت هیدرولیکی اشباع خاک نشان داد که از بین یازده مدلی که توابع انتقالی هدایت هیدرولیکی اشباع خاک با استفاده از آن‌ها تهیه شده بود، ترکیب شاخص‌های پوشش گیاهی با ویژگی‌های زود یافت خاک بیشترین کارایی را برای تخمین هدایت هیدرولیکی اشباع داشت (ptf7). مقادیر r2 ،rmse و mae برای این حالت به ترتیب برابر با 0.83، 0.40 و 0.16 بود. همچنین، پهنه‌بندی هدایت هیدرولیکی اشباع با استفاده از مدل جنگل تصادفی نشان داد که این مدل توزیع مکانی هدایت هیدرولیکی اشباع خاک را با دقت بالایی پیش‌بینی می‌کند. بر اساس نتایج به دست آمده می‌توان گفت که ترکیب ویژگی‌های زود یافت خاک با شاخص‌های به دست آمده از تصاویر ماهواره سنتینل-2، باعث ایجاد توابع انتقالی هدایت هیدرولیکی اشباع خاک با دقت بسیار بالا می‌شود.

estimation of saturated hydraulic conductivity of the soil surface layer by combining transfer functions and remote sensing (case study: south of ahwaz lands)

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.