به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

فهرست مطالب hossein shafizadeh-moghadam

  • مریم سلطانی کاظمی، سعید مینایی*، حسین شفیع زاده مقدم، علیرضا مهدویان
    سابقه و هدف

    رطوبت غلاف پارامتر مهمی در طول دوره رشد نیشکر است که از منظر تنش آبی و مدیریت آبیاری مزرعه اهمیت فراوانی دارد. بااین حال اندازه‎گیری میزان رطوبت محصول در گیاهان به طور سنتی از طریق به دست آوردن وزن تر و وزن خشک و سپس محاسبه میزان رطوبت محصول تعیین شده است. اما این روش وقت گیر، هزینه بر و در مناطق وسیع غیرقابل اجراست. در سال های اخیر، توسعه سریع فناوری سنجش ازدور برای نظارت بر میزان آب بافت گیاه در مزارع گسترده به کار برده می شود. داده های سنجش ازدور ظرفیت بالایی برای به روز کردن سیستم های پایش رشد محصول دارند. در این راستا، می توان از تصاویر ماهواره ای که اطلاعات متنوعی در اختیار کاربران قرار می دهند، بهره برد. هدف از این پژوهش ارزیابی رطوبت غلاف برگ نیشکر با استفاده از تصاویر ماهواره ای و تهیه نقشه های رطوبت براساس بهترین مدل است.

    مواد و روش ها

    مزارع نیشکر که بزرگ ترین مزارع خوزستان هستند، بیش از 84000 هکتار مساحت دارند. حدودا 9670 هکتار از مزارع تحت کشت متعلق به کشت و صنعت امیرکبیر است که این پژوهش در آن اجرا شد. منطقه مورد مطالعه در عرض جغرافیایی 31 درجه و 00 دقیقه و 20 ثانیه شمالی و طول جغرافیایی 48 درجه و 15 دقیقه و 22 ثانیه شرقی قرار گرفته است. برای پژوهش حاضر، 18 مزرعه از واریته CP69-1062 نیشکر انتخاب شد که از هر مزرعه 5 نقطه برگزیده و مختصات نقاط با دستگاه GPS ثبت شد، لذا این پژوهش از تیر تا شهریور ماه اجرا شد. برای این منظور، تلاش شد که داده برداری زمینی هم زمان با تصویربرداری ماهواره سنتینل-2 از منطقه مورد نظر صورت گیرد. سپس رطوبت غلاف هر نمونه در آزمایشگاه اندازه گیری شد. برای هر تصویر شاخص ها و باندهای طیفی با نرم افزار QGIS محاسبه و خروجی به صورت فایل اکسل و TIF ذخیره شد. در این پژوهش از شاخص های NDWI، NDII، SRWI، SIWSI، Clgreen و GVMI و باندهای حاصل از تصاویر ماهواره ای سنتینل-2 برای برآورد و پایش وضعیت رطوبت غلاف برگ نیشکر استفاده شد. در گام بعدی، از تحلیل VIF به منظور بررسی هم خطی بین شاخص ها و باندها استفاده شد. در نهایت شاخص های NDVI، EVI، SRWI، Clgreen و تک باندهای B2، B3، B4، B5، B6، B11 و B12 به عنوان ورودی به چهار مدل‎ GRNN، RF، SVR و PLSR وارد شدند. شایان ذکر است که الگوریتم بیز به منظور بهینه سازی پارامترهای مدل استفاده شد.

    نتایج و بحث:

     نتایج نشان داد که مدل SVR در مقایسه با سایر مدل ها توانایی بالاتری در تخمین رطوبت غلاف برگ داشت. همچنین طبق تحلیل حساسیت، پارامترهای SRWI، Clgreen، NDVI، B5، B12، B11، B4، B3، EVI و B2 به ترتیب به عنوان پارامترهای موثر در فرایند مدل سازی رطوبت انتخاب شدند. در مرحله نهایی رطوبت غلاف برگ به ترتیب مقدار از کم تا زیاد، به 5 کلاس تنش، زمان آبیاری، رطوبت کم، رطوبت متوسط و رطوبت بالا طبقه بندی شد. با توجه به نتایج نقشه های رطوبتی و با توجه به برنامه زمان بندی آبیاری مربوط به هر تاریخ، می توان نتیجه گرفت خروجی حاصل ترکیبی از شاخص ها و باندهای B2، B3، B4، B5، B6، B11، B12، NDVI، EVI، SRWI و Clgreen عملکرد بهتری در تهیه نقشه های آبیاری داشتند. این روش با هدف ارزیابی پتانسیل شاخص های طیفی S2 MSI برای برآورد رطوبت غلاف برگ در مرحله رشد نیشکر به کار گرفته شد.

    نتیجه گیری

    طبق تحلیل حساسیت، پارامتر SRWI به عنوان موثرترین شاخص در فرایند مدل سازی قرار گرفت. بنابراین می توان نتیجه گرفت که در میان ورودی های داده شده به مدل، ترکیبی از شاخص ها و باندهای NDVI، EVI، SRWI، Clgreen، B2، B3، B5، B4، B11و B12 تخمین بهتری از رطوبت غلاف نیشکر به دست می دهند. این پژوهش در پی بهبود روش های نظارت بر رطوبت غلاف نیشکر در مزارع وسیع است.

    کلید واژگان: سنجش ازدور, فروسرخ طول موج کوتاه, شاخص طیفی رطوبت, پایش رشد محصول}
    Maryam Soltanikazemi, Saeid Minaei *, Hossein Shafizadeh Moghadam, Alireza Mahdavian
    Introduction

    The moisture content of sugarcane sheath is a crucial parameter during the crop's growth period, as it plays a key role in understanding water stress and field irrigation management. Traditional methods of measuring crop moisture levels involve time-consuming and expensive processes like obtaining wet and dry weights, followed by calculating moisture content, which are impractical for large areas. Recent advancements in remote sensing technology have enabled the monitoring of plant tissue moisture content in large fields. Remote sensing data have a high capacity to update crop growth monitoring systems.  In this regard, it is possible to use satellite images that provide a wealth of information to users. This research aims to evaluate sugarcane leaf sheath moisture using satellite images and generate moisture maps based on the best model.

    Materials and methods

    The sugarcane fields, which represent the largest agricultural operations in Khuzestan, have an area of over 84,000 hectares. It covers over 9,670 hectares are cultivated by the Amir Kabir Agriculture and Industry company, the focus of this research. The study area is located at a latitude of 31° 00' 20' N and a longitude of 48° 15' 22' E. A total of 18 farms of the sugarcane variety CP69-1062 were utilized for this research. Five points were selected from each farm, and the coordinates of the points were recorded using a GPS device. The study was carried out between July and September. Ground data were collected nearly simultaneously with the Sentinel-2 satellite imaging of the target area. The moisture content of each collected sample was determined gravimetrically in the laboratory. For each image, indices and spectral bands were calculated using QGIS software and the output was saved as Excel and TIF files. The indices and bands obtained from Sentinel-2 satellite images were used to estimate and monitor the moisture status of sugarcane leaf sheath. In the next step, a variance inflation factor (VIF) analysis was implemented to check the collinearity between indices and bands. Finally, the indices of NDVI, EVI, SRWI, Clgreen and single bands B2, B3, B4, B5, B6, B11 and B12 were entered as input to four GRNN, RF, SVR and PLSR models. The Bayes algorithm was employed to optimize the parameters of the model.

    Results and discussion

    The results demonstrated that the SVR model exhibited a superior ability to estimate leaf sheath moisture compared to other models. Additionally, the sensitivity analysis revealed that the SRWI, Clgreen, NDVI, B5, B12, B11, B4, B3, EVI and B2 parameters are effective parameters in the moisture content modelling process. In the final stage, the leaf sheath moisture was classified into five stress classes, namely irrigation time, low moisture, medium moisture, and high moisture, in the order from low to high. The results of the moisture maps and the irrigation schedule for each date indicate that the combined output of B2, B3, B4, B5, B6, B11, B12, NDVI, EVI, SRWI and Clgreen indices and bands has a superior performance. These indices were utilized in the preparation of irrigation plans. This method was employed to assess the potential of S2 MSI spectral indices for the estimation of leaf sheath moisture in the sugarcane growth stage.

    Conclusion

    Based on sensitivity analysis, the SRWI parameter was found to be the most effective index in the modelling process. Consequently, it can be concluded that a combination of indices and bands of NDVI, EVI, SRWI, Clgreen, B2, B3, B5, B4, B11, and B12 provides a more accurate estimate of sugarcane sheath moisture than any single input. Thus, processing and analysis of Sentinel-2 satellite images can be used to enhance the methodologies employed for the monitoring of sugarcane sheath moisture content in expansive fields.

    Keywords: Remote Sensing, Short Wavelength Infrared, Moisture Spectral Index, Crop Growth Monitoring}
  • صادق بولاقی، مسعود مینائی*، حسین شفیع زاده مقدم، امید علی خوارزمی

    یکی از پیامدهای اجتناب ناپذیر رشد روزافزون جمعیت جهان، گسترش شهرنشینی است؛ ازاین رو ارایه چشم اندازی از توسعه فضایی شهرها با هدف درک الگوی صحیح رشد شهر و فراهم آوردن زیرساخت های لازم از اهمیت بسیاری برخوردار است. ازآنجاکه کلان شهر قم یکی از شهرهای درگیر با مسیله رشد شهری بوده و آمار 95 درصد شهرنشینی را ثبت کرده است، تمرکز این پژوهش بر واکاوی توسعه فضایی اراضی شهری پیرامون این کلان شهر است. برای نیل به هدف مذکور، ابتدا ورودی های مدل که همان نقشه های کاربری/پوشش اراضی و نقشه شایستگی رشد شهری منطقه هستند، تولید شدند. نقشه های کاربری/پوشش اراضی منطقه برای سال های 2000، 2010 و 2020 با روش جنگل تصادفی در محیط سامانه Google Earth Engine و نقشه شایستگی رشد شهری منطقه برای سال های 2000 و 2010 به کمک تحلیل های MCDM مبتنی بر GIS به صورت مجزا تولید شد. درنهایت این نقشه ها وارد الگوریتم های ترکیبی ANN-CA-Markov و  SVM-CA-Markov شد و دو نقشه برای کاربری/پوشش اراضی منطقه در سال 2020 شبیه سازی شد. اعتبارسنجی مدل ها نشان داد که الگوریتم SVM-CA-Markov با مساحت زیر منحنی ROC معادل 96/0 از صحت بیشتری برخوردار بود و برای مدل سازی افق 2040 به عنوان الگوریتم بهینه انتخاب شد. نتایج حاکی از توسعه فضایی روزافزون این کلان شهر است؛ به طوری که وسعت اراضی شهری این منطقه از 62/139 کیلومتر مربع در سال 2020 به بیش از 183 کیلومترمربع در سال 2040 افزایش خواهد یافت. ارزیابی نتایج می تواند به مدیران مربوط در راستای اتخاذ سیاست های لازم برای مدیریت هرچه بهتر شرایط پیش رو یاری رساند. این امر مهم می تواند از طریق برنامه ریزی برای توسعه منظم شبکه معابر، گسترش فضا های سبز شهری و... محقق شود. در این راستا سازمان ها و مسیولان محلی باید ضمن اشراف کامل بر جهات توسعه این کلان شهر، نظارت های هدفمند بر این مسیله داشته باشند.

    کلید واژگان: تغییرات کاربری, پوشش اراضی, کلان شهر قم, رشد شهری, تحلیل های تصمیم گیری چندمعیاره (MCDM), یادگیری ماشین, زنجیره مارکوف, سلول های خودکار}
    Sadegh Boulaghi, Masoud Minaei *, Hossein Shafizadeh-Moghadam, Omid Ali Kharazmi

    One of the inevitable consequences of the ever-increasing growth of the world’s population is the expansion of urbanization. So, it is very important to provide a vision of the spatial development of cities with the aim of understanding the correct pattern of city growth and providing the necessary infrastructure. Since Qom metropolis faced urban growth and has recorded 95% urbanization, this research focused on the spatial development of urban lands around this metropolis. First, the land use/cover and the urban growth merit maps were produced. Land use/ land cover maps of the region for the years 2000, 2010 and 2020 were produced using the random forest method in the Google Earth Engine, and the urban growth merit map for the years 2000 and 2010 was produced using MCDM analyses based on GIS. Finally, based on the ANN-CA-Markov and SVM-CA-Markov algorithms, 2020’s land use/cover maps were simulated. The validation of the models showed that the SVM-CA-Markov algorithm with the ROC (0.96) was more accurate and was chosen as the optimal algorithm for modeling the horizon of 2040. The results indicate the increasing spatial development of this metropolis. The area of urban land in this region will increase from 139.62 square kilometers in 2020 to more than 183 square kilometers in 2040. The evaluation of the results can help the relevant managers in order to take necessary policies to manage the situation as best as possible. This importance can be realized through planning for the regular development of the road network, the expansion of urban green spaces, etc. official organizations and local officials should have a purposeful monitoring of this issue, while having full control over the development directions of this metropolis.

    Keywords: Land Use, Land Cover Changes, Qom metropolis, Urban growth, MCDM, Machine learning, Markov chain, cellular automata}
  • امین فتحی تپه رشت، حسین شفیع زاده مقدم*، مهدی کوچک زاده
    سابقه و هدف

    آب و هوای یک منطقه در یک دوره بلندمدت را اقلیم گویند. شناسایی و طبقه بندی اقلیمی از دیرباز مورد توجه متخصصان آب و هواشناسی بوده است. محققان با به کارگیری روش های مختلف و با استفاده از متغیرهای اقلیمی هم چون بارش و دما، زمین را به مناطق اقلیمی همگن طبقه بندی کرده اند و نتایج پهنه بندی اقلیمی را در ارزیابی کمبود آب و منابع آب در مقیاس های کوچک و بزرگ به منظور پیش بینی اقدامات عملی برای کنترل خشکی در مناطق آسیب پذیر به کار برده اند. هدف از این تحقیق به روزرسانی و تحلیل فضایی - زمانی طبقه بندی اقلیمی ایران بر اساس شاخص دومارتن و استفاده از آزمون من-کندال است.

    مواد و روش ها

    برای انجام این مطالعه، داده های مربوط به متغیرهای دما و بارش بصورت ماهیانه از 153 ایستگاه سینوپتیک در دوره زمانی 1398-1374 از سازمان هواشناسی کشور استخراج گردید. ابتدا داده های میانگین دمای سالیانه و مجموع بارش سالیانه از داده های ماهیانه تهیه شد و سپس با استفاده از مدل کریجینگ نقشه های هم دما و هم بارش بدست آمد. نقشه نهایی پهنه بندی اقلیمی با استفاده از شاخص دومارتن که پایه آن بر اساس بارش و دما است تهیه گردید. هم چنین برای بررسی معنی داری یا عدم معنی داری شاخص اقلیمی دومارتن و تعیین روند، از آزمون ناپارامتریک من-کندال استفاده شده است.

    نتایج و بحث

    نتایج نشان داد که بر اساس مدل کریجینگ، میزان R2 و RMSE برای داده های بارش به ترتیب برابر با 0/58 و 167/51 میلی متر و برای داده ها دما 0/83 و 2/32 درجه سلسیوس به دست آمد که بیانگر عملکرد بهتر مدل برای داده های دما می باشد. علت این امر با واریانس بالای داده های بارش در کشور مرتبط است. پهنه بندی اقلیمی ایران بر اساس شاخص دومارتن نشان داد که شش تیپ اصلی اقلیمی این شاخص در ایران وجود دارد. بیش تر مساحت ایران را اقلیم خشک و پس از آن اقلیم نیمه خشک تشکیل می دهد. بررسی نتایج حاصل از تحقیق نشان داد اقلیم خشک 76/40% ، اقلیم نیمه خشک 19/65% و سایر اقلیم ها کم تر از 4% مساحت ایران را تشکیل می دهند. هم چنین مساحت اقلیم های خشک و نیمه خشک با مساحتی بالغ بر 96/05% از سطح ایران، نسبت به تحقیقات گذشته افزایش یافته است که می تواند به دلیل کاهش بارش و افزایش دما باشد. نتایج آزمون من-کندال نشان داد که ایستگاه های خرمدره، میانه، رامسر، بروجرد، پیرانشهر، تبریز و بیجار دارای روند صعودی (روند مرطوب تر شدن) و ایستگاه های دزفول، ملایر، سبزوار، بندر انزلی، تهران (مهرآباد)، تهران (شمیران)، قزوین و دوشان تپه درای روند نزولی (روند خشک تر شدن) معنی دار در سطح 5% هستند.

    نتیجه گیری

    نتایج این پژوهش نشان می دهد، ایران دارای شش ناحیه اقلیمی شامل؛ اقلیم خشک، نیمه خشک، مدیترانه ای، نیمه-مرط، مرطوب و بسیار مرطوب است. هم چنین مقایسه نتایج بدست آمده با نتایج تحقیقاتی که سایر محققین در گذشته انجام داده اند نشان داد که مساحت اقلیم های خشک و نیمه خشک در دوره مورد مطالعه نسبت به دوره های گذشته افزایش داشته است. هم چنین 14% از ایستگاه های با روند نزولی (8 ایستگاه) دارای روند نزولی معنی دار و 7% از ایستگاه های با روند صعودی (7 ایستگاه) دارای روند صعودی معنی دار در سطح 95% هستند.

    کلید واژگان: طبقه بندی اقلیمی, دومارتن, من-کندال, بارش, دما}
    Amin Fathi Taperasht, Hossein Shafizadeh-Moghadam *, Mahdi Kouchakzadeh
    Introduction

    The climate of an area over a long period is called the climate. Climate identification and classification have long been of interest to meteorologists. Researchers have classified the earth into homogeneous climatic zones using different methods and climatic variables such as rainfall and temperature. They have used the results of climate zoning to assess water scarcity and water resources on a small and large scale to anticipate practical measures to control drought in vulnerable areas. The purpose of this study is to update and analyze the Spatio-temporal analysis of Iran's climatic classification based on the Domarten index and the Mann-Kendall test. Because in studies based on climate classification maps, up-to-date maps can better help understand the study area.

    Material and methods

    For this study, data related to temperature and precipitation variables were extracted monthly from 153 synoptic stations from 1995-2019 from the Meteorological Organization of Iran. First, the data of average annual temperature and total annual precipitation were obtained from monthly data and then, using isothermal and isothermal maps, were obtained using the kriging model. The final climate zoning map was prepared using the De-Martonne index based on rainfall and temperature. The non-parametric Mann-Kendall test was also used to evaluate the significance or non-significance of the De-Martonne climate index and determine the trend.

    Results and discussion

    The results showed that based on the Kriging model, R2 and RMSE for precipitation data were 0.58 and 167.51 mm, respectively, and for the data were 0.83 and 2.23 ° C, respectively. This indicates better performance of the model for temperature data. This is related to the high variance of precipitation data in the country. Iran's climatic zoning based on the De-Martonne index showed six main climatic types in Iran. Most of the area of Iran is an arid climate and then a semi-arid climate. The study results showed that arid climate is 76.40%, the semi-arid climate is 19.65%, and other climates make up less than 4% of the area of Iran. Also, the area of arid and semi-arid climates with an area of 96.05% of the area of Iran has increased compared to previous research, which may be due to reduced rainfall and increased temperature. Also, the results of the Mann-Kendall test showed that Khorramdareh, Miyaneh, Ramsar, Boroujerd, Piranshahr, Tabriz, and Bijar stations have a significant upward trend (wetting trend), and Dezful, Malayer, Sabzevar, Bandar Anzali, Tehran (Mehrabad), Tehran (Shemiran), Qazvin and Dushan Tappeh stations have a significant downward trend (drying trend) at the level of 5%.

    Conclusion

    This study showed that Iran has six climatic regions, including; The climate is arid, semi-arid, Mediterranean, semi-humid, humid, and very humid. Also, comparing the results with the results of research done by other researchers in the past showed that the area of arid and semi-arid climates in the study period has increased compared to previous periods. Also, 14% of stations with a downtrend (8 stations) have a significant downtrend, and 7% of stations with an uptrend (7 stations) have a significant uptrend at 95%.

    Keywords: Climate Classification, De-Martonne, Mann-Kendall, Precipitation, Temperature}
  • علی سعدیان، حسین شفیع زاده مقدم*
    حوضه کرخه یکی از مهم ترین حوضه های آبریز ایران از نظر مدیریت منابع آب و اراضی کشاورزی می باشد جاییکه بزرگترین سد خاکی ایران و خاورمیانه در آن قرار گرفته است. تغییرات کاربری اراضی در این حوضه از اهمیت استراتژیک زیادی برخوردار است چرا که به عنوان سبد غذایی ایران محسوب می شود. در تحقیق حاضر، با استفاده از تصاویر ماهواره ای لندست و روش طبقه بندی جنگل تصادفی در پلتفرم گوگل ارث انجین، تغییرات کاربری اراضی حوضه کرخه در سال های 1990 و 2020 استخراج و بررسی شده است. در این بررسی، تغییرات 11 کلاس جنگل، درختچه زار، مرتع، کشاورزی آبی، کشاورزی دیم، باغ، زمین بایر، پهنه آبی، تالاب، شهری و پوشش گیاهی ساحلی مورد ارزیابی قرار گرفته است که بیشترین مساحت منطقه را کلاس های مرتع و بایر در بر می گیرند. در این تحقیق، فرآیند طبقه بندی برای هر سین تصویر لندست در حوضه کرخه به صورت جداگانه انجام گرفته است و در نهایت تمامی سین ها باهم موزاییک شده است. با استفاده از این روش، اکثر تصاویر موجود در یک سین مورد استفاده قرار می گیرد و سری زمانی شاخص های مختص هر کاربری در هر سین برای طبقه بندی استفاده می شود که موجب دست یابی به نتایج دقیق تر نسبت به روش طبقه بندی کل منطقه به صورت یک جا، می گردد. نتایج نشان می دهد مناطق شهری 133 درصد، پهنه های آبی 149 درصد، باغ 163 درصد، حاشیه رودخانه ها 39 درصد، کشاورزی آبی 122 درصد، تالاب 10 درصد و کشاورزی دیم 34 درصد افزایش داشته، درحالیکه جنگل 22 درصد، زمین های بایر 20 درصد و درختچه زار 20 درصد کاهش داشته اند. در نتیجه، این آمار نشان دهنده گسترش کشاورزی و از بین رفتن زمین های مرتعی می باشد. در فرآیند صحت سنجی تصاویر طبقه بندی شده، دقت کل و ضریب کاپای به ترتیب 96% و 95% برای سال 1990 و 94% و 93% برای سال 2020 به دست آمد که این مقادیر نشان دهنده ی دقت مناسب طبقه بندی انجام شده و اعتبار نتایج این تحقیق می باشد.
    کلید واژگان: حوضه آبریز کرخه, کاربری اراضی, گوگل ارث انجین, جنگل تصادفی}
    Ali Sadian, Hossein Shafizadeh-Moghadam *
    Karkheh is one of the most important watersheds for water resources management and croplands in Iran, where the largest dam in Iran and the Middle East is located there. Karkheh is considered as Iran’s food basket and exploring land-use changes in this watershed has highly strategic. In the present study, land-use changes during 1990 and 2020 in the Karkheh basin have been extracted and evaluated using Landsat satellite images and random forest algorithm in the Google Earth Engine platform. In this paper, the changes of 11 classes, including forest, shrubland, grassland, irrigated, rainfed, garden, barren, water body, wetland, urban, and riparian have been quantified. The largest area of the region was belong to grassland and barren. In this research, the classification process has been done separately for each Landsat image scene in the Karkheh basin, and finally, all the scenes have been mosaic together. Using this method, most of the images in a scene are used, and the time series of indexes specific to each class of each scene is used for classification, which achieves more accurate results than the method of classifying the whole area in one place. The results show urban areas have increased by 113%, water bodies by 149%, garden by 163%, riparian by 39%, irrigated by 122%, wetland by 10% and rainfed by 34%. However, forest 22%, barren 20%, and shrubs 20% were reduced. As a result, this statistic indicates an expansion of agriculture and reduction of grassland. The accuracy assessment of the classified images confirmed the overall accuracy and kappa coefficient as being 96% and 95% for 1990, 94%, and 93% for 2020. These indices show the appropriate accuracy of classification maps and the validity of the results.
    Keywords: Karkheh watershed, Land use, Google Earth Engine, Random forest}
  • حسین طالبی خیاوی، حسین شفیع زاده مقدم، مصطفی کریمیان اقبال
    سابقه و هدف

     فرسایش گالی یکی از انواع فرسایش‌ آبی محسوب می شود که در طی پیشرفت این نوع فرسایش، اراضی کشاورزی به شکل غیرقابل استفاده درمی‌آیند. با در نظر گرفتن شرایط جغرافیایی و محیطی، عوامل متنوعی در ایجاد و گسترش فرسایش گالی تاثیر دارند. در تحقیق حاضر با توجه به گسترش شدید فرسایش گالی در منطقه‌ی جعفرآباد مغان و آسیب رساندن به اراضی کشاورزی و مرتعی مرغوب، به مدلسازی احتمال وقوع و بررسی عوامل تاثیرگذار در رخداد فرسایش گالی در منطقه پرداخته شده است.

    مواد و روش‌ها

    در این مطالعه که در منطقه جعفرآباد مغان(قره دره) انجام پذیرفت، تاثیر فاکتورهای شیب، جهت شیب، انحنای شیب، ارتفاع، درصد رس خاک افقA، درصد رس افقB، درصد شن افقA، درصد شن افقB، میزان ماده آلی خاک سطحی، فاصله از جاده‌ها و فاصله از رودخانه‌ها با استفاده از مدل رگرسیون درختی تقویت شده مورد بررسی قرار گرفت و همچنین نقشه پیش‌بینی فرسایش گالی منطقه نیز تهیه گردید.

    نتایج و بحث

    نتایج نشان داد که فاکتورهای فاصله از رودخانه، درصد شن افقA، درصد رس افقA و همچنین میزان ماده آلی خاک سطحی به ترتیب با درصد تاثیر 3/16 ، 1/13 ، 4/11 و 7/10، بیشترین مشارکت را در احتمال رخداد فرسایش گالی داشتند. و همچنین کمترین تاثیر مربوط به جهت شیب و ارتفاع به ترتیب با 4/5 و 5/5 درصد مشارکت بوده که می‌تواند به دلیل نبود تغییرات ارتفاعی چشمگیر در منطقه باشد. بر اساس نقشه پیش‌بینی مشخص گردید که 63/10 درصد از مساحت منطقه‌ی مورد مطالعه در طبقه حساسیت بسیار زیاد قرار گرفته است. مقدار AUC برای مدل رگرسیون درختی تقویت شده در این تحقیق 81/0 محاسبه گردید که نشان دهنده تخمین خوب مدل در پیش‌بینی مناطق حساس به فرسایش گالی است.

    نتیجه‌گیری

    نتایج به دست آمده از این تحقیق نشان از تاثیر بالای خصوصیات سطحی زمین در شروع فرسایش گالی را دارد. با توجه به اینکه بیشترین تاثیر در احتمال رخداد فرسایش گالی مربوط به فاصله از رودخانه‌ و خصوصیات خاک سطحی می‌باشد، می‌توان با مدیریت آبراهه‌ها و گالی‌های رخ داده و همچنین افزایش دانش کشاورزان منطقه در مورد اهمیت مدیریت خاک و کشاورزی پایدار، میزان حساسیت اراضی منطقه به فرسایش گالی را کاهش داد. نتایج به دست آمده نشان از مناسب بودن مدل رگرسیون درختی تقویت شده برای انجام تحقیقات مشابه می باشد.

    کلید واژگان: مدلسازی, اثر مکانی, فرسایش گالی, رگرسیون درختی}
    Hossein Talebi Khiavi, Hossein Shafizadeh Moghadam, Mostafa Karimian Eghbal
    Introduction

     Gully erosion is a subtype of water erosion which makes agricultural lands impracticable during its development. Given the geographical and environmental conditions, various factors contribute to the development and expansion of gully erosion. In this study, due to the extensive expansion of gully erosion in Jafarabad Moghan, and damaging the agricultural and rangelands, the probability of gully occurrence and the spatial effects of its drivers has been investigated.

    Material and methods

     In this study, using a boosted regression tree model, the effect of the following factors on the gully occurrence were investigated; slope, aspect, plan curvature, altitude, clay content of horizon A, clay content of horizon B, sand content of horizon A, sand content of horizon B, surface organic matter, distance from roads and distance from rivers. Then, the susceptibility map of the gully erosion was created.

    Results and discussion

     The results showed that the distance from river, the percentage of sand of horizon A, the percentage of clay of horizon A, and the surface organic matter with 16.3%, 13.1%, 11.4% and 10.7% respectively, were the most important influential factors of gully occurrence. On the other hand, aspect (4.5%) and elevation (5.5%) were the least important ones which could be due to the lack of significant elevation shift in the region. Based on the susceptibility map, 10/63% of the study area was classified as very sensitive to the gully erosion. The AUC value for the boosted tree regression model was 0.81 which indicates a good model performance in the prediction of areas sensitive to gully erosion.

    Conclusion

     The results of this study shows the critical influence of surface soil properties on the gully erosion. Considering the fact that the greatest effect on the probability of gully erosion is related to distance from the river and surface soil properties, it is possible to manage the lands susceptible to gully erosion by effective management of streams and existing gullies, and also by training the farmers and increasing their knowledge regarding gully erosion, land management and sustainable agriculture. The results indicate the suitability of the boosted regression trees for the similar studies.

    Keywords: Modeling, Spatial Effect, Gully Erosion, Regression Trees}
بدانید!
  • در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو می‌شود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشته‌های مختلف باشد.
  • همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته می‌توانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال