نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• روح الله تقی زاده مهرجردی ¹
• فریدون سرمدیان ²
• مهدی تازه ¹
• محمود امید ³
• نورایر قومانیان ⁴
• محمد جواد روستا ⁵
• محمد حسن رحیمیان ⁶

¹ استادیار، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه اردکان، اردکان، ایران

² استاد، دانشکده مهندسی و فناوری کشاورزی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران

³ استاد، دانشکده مهندسی و فناوری کشاورزی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران، کرج، ایران

⁴ استادیار، مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی اصفهان

⁵ استادیار، مرکز ملی تحقیقات شوری

⁶ مربی، مرکز ملی تحقیقات شوری

چکیده

اخیرا محققین از روش نقشه‌­برداری رقومی برای غلبه بر مشکلات نقشه­‌برداری سنتی خاک بهره­ گرفته­‌اند. با توجه به تغییرات مکانی زیاد خاک، نمونه­‌برداری مهم­‌ترین مرحله در مطالعات نقشه­‌برداری رقومی خاک محسوب می­‌شود.هدف از پژوهش حاضر، مقایسه سه روش مختلف نمونه­‌برداری شامل مربع لاتین، فازی-میانگین k و تصادفی به­‌منظور دست‌یابی به یک الگوی فضایی مناسب برای نمونه­‌برداری خاک در منطقه اردکان به‌وسعت 720 کیلومتر مربع بود. متغیرهای محیطی که در این مطالعه استفاده شدند، عبارت است از مشتقات اولیه و ثانویه مدل رقومی ارتفاع، تصاویر ⁺ETM ماهواره لندست و نقشه سطوح ژئومورفولوژی. نتایج بر اساس معیارهای آماری (میانگین و انحراف معیار) نشان داد که بهترین روش نمونه­‌برداری، روش مربع لاتین می­‌باشد. به­‌عنوان مثال در مورد پارامتر کمکی شاخص خیسی مقدار میانگین داده­‌های انتخاب شده به­‌وسیله این روش و کل فضای نمونه­‌برداری برابر با 18.19 می‌­باشد. به‌­طور مشابه مقدار میانگین شاخص همواری دره با درجه تفکیک بالا در روش مربع لاتین (3.64) بیشترین شباهت را با جامعه نمونه‌­برداری (3.63) دارد. همچنین، توزیع فراوانی متغیرهای کمکی در محل­‌های منتخب (نمونه) در روش مربع لاتین بسیار به توزیع فراوانی متغیرهای کمکی در کل منطقه (جامعه آماری) شبیه بود. همچنین، نتایج نشان داد که همیشه توزیع جغرافیایی مناسب (فازی-میانگین k) نشان­‌دهنده الگوی نمونه­‌برداری مناسب نمی­‌باشد. بنابراین، روش مربع لاتین به­‌عنوان بهترین روش نمونه­‌برداری در منطقه مورد مطالعه معرفی می­‌شود و پیشنهاد می­‌شود که محققین در مطالعات آتی نقشه­‌برداری خاک از روش مربع لاتین استفاده شود.

عنوان مقاله [English]

Comparison of different sampling methods for digital soil mapping ‎in Ardakan region

نویسندگان [English]

• Rohallah Taghizadeh Mehrjardi ¹
• Fereydoon Sarmadian ²
• Mehdi Tazeh ¹
• Mahmood Omid ³
• Norair Toomanian ⁴
• Mohammad Javad Rousta ⁵
• Mohammad Hassan Rahimian ⁶

¹ Assistant Professor, Faculty of Agriculture and Natural Resources, Ardakan University, Ardakan, Iran

² Professor, Faculty of Agricultural Engineering and Technology, Campus of Agriculture and Resources Tehran University of Natural Sciences

³ Professor, University College of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran

⁴ Assistant Professor, Agricultural and Natural Resources Research Center, Isfahan, Iran

⁵ Assistant Professor, National Salinity Center, Iran

⁶ Scientific Board, National Salinity Center, Iran

چکیده [English]

Recently, researchers are increasingly employed Digital Soil Mapping (DSM) techniques to overcome traditional soil mapping difficulties. Apparently, due to the large heterogeneity of soil environments, sampling may be the most important step in digital soil mapping studies. Therefore, in this research, we employed three different sampling strategies including Latin hypercube, Fuzzy-K-Means and random sampling to achieve the best spatial distribution of soil samples in an area around 720 km² located in Ardakan region, Yazd province, Iran. Auxiliary data that used in this study, were including terrain attributes, Landsat 7 ETM⁺ images and a geomorphologic surfaces map. Based on statistical criteria (i.e. mean and standard deviation), results showed that Latin hypercube is the best sampling method. For instance, in the selected points, the mean of wetness index is 18.19 which is the same as the mean of all area. Similarly, the mean of Multi-resolution Valley Bottom Flatness (MrRVF) in the points selected by Latin hypercube strategy is very similar to all area. Moreover, histogram of auxiliary data in selected points (samples) was more similar to histogram of auxiliary data in all area. Also, the results indicated that a good geographical coverage (Fuzzy-K-Means) does not adequately represent the distribution of the variables. Therefore, Latin hypercube is the best strategy to determine sample locations in our study area and hence, it is recommended that researchers apply Latin hypercube method in future digital soil mapping studies.