• شماره ركورد
    25145
  • شماره راهنما
    GEOG2 1144
  • عنوان

    ارزيابي روش‌هاي سنجش‌ازدور و نزديك در پيش‌بيني ذخيره كربن خاك با استفاده از مدل‌هاي يادگيري ماشين (منطقه مورد مطالعه: شهرستان فريدن)

  • مقطع تحصيلي
    كارشناسي ارشد
  • رشته تحصيلي
    سنجش از دور و سيستم اطلاعات جغرافيايي- سيستم اطلاعات جغرافيايي
  • دانشكده
    علوم جغرافيايي و برنامه ريزي
  • تاريخ دفاع
    مهر‌ماه 1404
  • صفحه شمار
    197 ص.
  • استاد راهنما
    مژگان انتظاري , شمس الله ايوبي
  • استاد مشاور
    علي صادقي , شهره مرادپور
  • كليدواژه فارسي
    سنجش‌ازدور , طيف‌سنجي , كربن الي خاك , كربن معدني خاك , يادگيري ماشين , جنگل تصادفي , شهرستان فريدن
  • چكيده فارسي
    پايش دقيق ذخاير كربن آلي (SOC) و كربن معدني (SIC) خاك براي مديريت پايدار سرزمين و مطالعات اقليمي ضروري است. اين پژوهش با هدف مقايسه كارايي روش‌هاي طيف‌سنجي آزمايشگاهي (سنجش از نزديك) و سنجش از دور در چارچوب نقشه‌برداري رقومي خاك (DSM) براي پيش‌بيني و پهنه‌بندي مكاني اين دو جزء كليدي در شهرستان فريدن انجام شد. براي اين منظور، 100 نمونه خاك با روش نمونه‌برداري فرامكعب لاتين جمع‌آوري شد و از الگوريتم‌هاي يادگيري ماشين، شامل جنگل تصادفي (RF) و ماشين بردار پشتيبان (SVM)، جهت مدل‌سازي استفاده گرديد. نتايج مدل‌سازي طيفي (پيش‌بيني نقطه‌اي) نشان داد كه استراتژي‌هاي پيش‌پردازش داده‌هاي طيفي براي هر نوع كربن متفاوت است. بهترين عملكرد براي پيش‌بيني SOC با مدل SVM و پيش‌پردازش مشتق اول حاصل شد (0٫65, R² = 1٫7 RPD =) و براي SIC با مدل RF و پيش‌پردازش روندزدايي به دست آمد (0٫90 , R² =3٫1 RPD =).در مرحله پهنه‌بندي مكاني، مدل‌هاي تلفيقي كه داده‌هاي سنجش از دور (تصاوير ماهواره‌اي) و متغيرهاي محيطي را با مقادير پيش‌بيني‌شده‌ي طيفي تركيب مي‌كردند، موفقيت چشمگيري داشتند. در اين رويكرد، مدل SVM براي نقشه‌سازي SOC (0٫81 R² =) و مدل RF براي نقشه‌سازي SIC (0٫84 R² =) به عنوان مدل‌هاي برتر شناسايي شدند.اين مطالعه نشان داد كه اگرچه طيف‌سنجي آزمايشگاهي به تنهايي دقت بالايي در پيش‌بيني نقطه‌اي دارد، اما رويكرد بهينه، تلفيق آن با داده‌هاي مكاني در چارچوب نقشه‌برداري رقومي است. سنجش از نزديك و سنجش از دور نه دو رقيب، بلكه دو فناوري مكمل هستند كه ادغام هوشمندانه‌ي آن‌ها منجر به توليد نقشه‌هاي كربن خاك با بالاترين دقت و قابليت اطمينان مي‌شود و تلاش براي پيش‌بيني مستقيم از داده‌هاي ماهواره‌اي را به چالش مي‌كشد.
  • كليدواژه لاتين
    Remote Sensing , Spectroscopy , Soil Organic Carbon (SOC) , Soil Inorganic Carbon (SIC) , Machine Learning , Random Forest , Fereydun County
  • عنوان لاتين
    eva‎luation of Remote an‎d Proximal Sensing Methods for Predicting Soil Carbon Stock Using Machine Learning Models (Case Study: Fereydun County)
  • گروه آموزشي
    جغرافياي طبيعي
  • چكيده لاتين
    Accurate quantification of soil organic carbon (SOC) an‎d soil inorganic carbon (SIC) stocks is critical for sustainable lan‎d management an‎d climate change assessments. This study aimed to eva‎luate an‎d compare the efficacy of laboratory spectroscopy (proximal sensing) an‎d remote sensing techniques within a digital soil mapping (DSM) framework for predicting an‎d spatially delineating SOC an‎d SIC in Fereydun County. A total of 100 soil samples were collected using a Latin hypercube sampling design, an‎d machine learning algorithms, including Ran‎dom Forest (RF) an‎d Support Vector Machine (SVM), were employed for predictive modeling.Spectral modeling results (point-scale prediction) revealed that optimal spectral preprocessing strategies vary between SOC an‎d SIC. The highest predictive accuracy for SOC was achieved with the SVM model combined with first-derivative preprocessing (R² = 0.65, RPD = 1.7), whereas SIC prediction was best modeled using RF with detrending preprocessing (R² = 0.90, RPD = 3.1). At the spatial mapping scale, hybrid models integrating remotely sensed data (satellite imagery) an‎d environmental covariates with spectrally predicted values demonstrated superior performance. Specifically, SVM emerged as the optimal model for SOC mapping (R² = 0.81), while RF was most effective for SIC mapping (R² = 0.84).The findings indicate that although laboratory spectroscopy alone provides high point-scale predictive accuracy, the integration of proximal an‎d remote sensing data within a DSM framework represents the most robust approach. Rather than being competing methods, proximal an‎d remote sensing are complementary technologies, an‎d their synergistic application produces highly accurate an‎d reliable soil carbon maps, highlighting the limitations of direct prediction from satellite data alone.
  • تعداد فصل ها
    5
  • فهرست مطالب pdf
    147689
  • نويسنده

    مناجاتي ، زينب