برآورد عمق خاک با استفاده از متغیرهای محیطی به دست آمده از مدل رقومی ارتفاع و داده های سنجش از دور

عمق خاک مشخصه مهمی از خاک است که جهت ارائه مشخصات زیرسطحی حوضه آبخیز در مدل های هیدرولوژیکی توزیعی مورد استفاده قرار می گیرد. عمق خاک نفوذ آب و به تبع آن تولید رواناب، ذخیره رطوبت زیرسطحی، حرکت عمودی و افقی رطوبت، ضخامت قسمت اشباع و عمق ریشه گیاه در خاک را به شدت تحت تاثیر قرار می دهد. هدف از این پژوهش توسعه یک مدل آماری است که بتواند الگوهای مکانی عمق خاک در یک حوضه آبخیز را از متغیرهای توپوگرافی و پوشش زمین که به ترتیب از مدل رقومی ارتفاع (DEM) و تصاویر ماهواره ای قابل استخراج هستند پیش بینی کند. مدل رقومی زمین با مقیاس مکانی 10 متر با استفاده از نقشه های 1:25000 تهیه و مورد استفاده قرار گرفت. تصویر ماهواره ای 6 May 2015 سنجنده OLI لندست 8 تهیه گردید. عمق خاک، انحنای توپوگرافیک، نوع کاربری اراضی و وضعیت پوشش گیاهی پارامترهای عمده ای بودند که در مجموع 426 نقطه نمونه برداری در 4 زیر حوضه آبخیز اندازه گیری شدند. از تبدیل باکس کوکس به منظور نرمال سازی داده های عمق خاک اندازه گیری شده و تمامی پارامترهای توضیح دهنده عمق خاک استفاده گردید. مدل پیش بینی آماری Random Forest با 336 نقطه برای کالیبره کردن و 93 نقطه برای آزمون و 31 متغیر توضیحی (18 متغیر به دست آمده از DEM و 13 متغیر به دست آمده از تصویر ماهواره) و با درنظر گرفتن عمق خاک به عنوان خروجی مدل اجرا گردید. خطای پیش بینی مجموعه داده های اعتبارسنجی با درنظر گرفتن 93 نمونه جهت آزمون مدل با ضریب کارایی نش- ساتکلیف، NSE = 0689محاسبه گردید. نتایج نشان دادند که کاربری اراضی، سطح ویژه حوضه آبخیز، شاخص گیاهی تفاضلی نرمال شده ((NDVI، شاخص جهت شیب (Aspect)، شیب (Slope) و مولفه نخست آنالیز تجزیه به مولفه های اصلی ((PCA1 مهم ترین متغیرهای توضیحی در برآورد عمق خاک هستند.