تابع انتقالی به منظور برآورد رطوبت خاک به کمک شاخص های پوشش گیاهی، دمای سطح خاک و شاخص نرمال شده رطوبت

رطوبت خاک یکی از متغیرهایی است که با کنترل فرایند تبخیر و تعرق بر چرخه ی تبادل آب و حرارت بین زمین و اتمسفر تاثیر می گذارد. مقدار این رطوبت برای چرخه های هیدرولوژیکی، بیولوژیکی و بیوشیمیایی نیز حائز اهمیت می باشد. به کمک اطلاعات رطوبت خاک در بازه های زمانی منظم می توان درجه ی پیشرفت خشکسالی را در مناطق با آب و هوای خشک تعیین کرد. همچنین پایش مستمر رطوبت خاک مناطق کشاورزی، به برنامه ریزی آبیاری محصولات به شکلی موثر کمک می کند. از رطوبت خاک همچنین برای شناسایی مناطق آتش خیز جنگل ها استفاده می شود. بنابراین پایش رطوبت خاک در هر منطقه و در مقاطع زمانی مختلف امری مهم می باشد. با توجه به عواملی مانند عدم یکنواختی در ویژگی های فیزیکی خاک، توپوگرافی، پوشش زمین، تبخیر و تعرق و میزان بارش، رطوبت خاک به عنوان عاملی متغیر در بازه های مکانی و زمانی شناخته می شود. بنابراین استفاده از روش های سنتی تعیین رطوبت خاک (مانند روش وزنی و میله ی نوترون) برای درک رفتار مکانی و زمانی این متغیر در سطوح وسیع مناسب نمی باشد. برای رفع این مشکل در دو دهه ی گذشته تکنولوژی سنجش از دور (به خصوص در حوزه ی مرئی/مادون قرمز نزدیک و حرارتی) به طور گسترده برای تخمین غیرمستقیم رطوبت خاک مورد استفاده قرار گرفته است. هدف از انجام این پژوهش، برآورد رطوبت خاک سطحی با استفاده از شاخص های نرمال شده رطوبت (NDMI)، پوشش گیاهی نرمال شده(NDVI) و دمای سطح زمین (LST) بوده است.

بدین منظور تصاویر ماهواره لندست 8 همزمان با نمونه برداری زمینی تهیه شدند. نمونه ها به آزمایشگاه منتقل و رطوبت خاک نمونه ها (تعداد 45 نمونه) به روش وزنی اندازه گیری شد سپس با استفاده از نرم افزارهای تخصصی ArcGIS شاخص های مورد نظر برآورد شد و مقادیر این شاخص ها برای اجرای رگرسیون آماری به نرم افزار SPSS منتقل و آنالیزهای آماری بین شاخص های نرمال شده رطوبت (NDMI)، پوشش گیاهی نرمال شده(NDVI) و دمای سطح زمین (LST) و رطوبت خاک اندازه گیری انجام شد. سپس تابع انتقالی برآورد رطوبت خاک به روش رگرسیون خطی چندگانه بدست آمد. این پژوهش در منطقه دهدز از توابع شهرستان ایذه استان خوزستان انجام شد.

نتایج نشان داد بین مقادیر رطوبت خاک سطحی با شاخص های (NDMI) ، (NDVI) و (LST) همبستگی (78%) وجود دارد. همچنین نتایج صحت سنجی تابع انتقالی برآورد رطوبت خاک نیز نشان داد که این تابع با ضریب جرم باقی مانده (CRM) 001/0- قادر به پیش بینی رطوبت خاک سطحی است، این مقدار اندک این شاخص آماری، نشان دهنده دقت زیاد مدل پیشنهادی برای برآورد رطوبت خاک سطحی می باشد.

نتیجه این پژوهش در قالب توابع انتقالی و نقشه رطوبتی خاک ارائه شده است. نقشه رطوبت خاک شبیه سازی شده به وسیله این مدل قادر است 78 درصد تغییرات رطوبت خاک را در منطقه پیش بینی کند.