Các phương pháp trọng số đảo ngược (IDW) và kriging tích hợp với các mô hình hồi quy đơn và đa tuyến tính để đánh giá các đặc tính đất như vật lý và hợp khối cho thành phố Kirkuk

Modeling Earth Systems and Environment - Tập 9 - Trang 3999-4021 - 2023
Aram Mohammed Raheem1, Ibrahim Jalal Naser1, Mohammed Omar Ibrahim1, Najat Qader Omar1
1Civil Engineering Department, University of Kirkuk, Kirkuk, Iraq

Tóm tắt

Do hạn chế ngân sách đáng kể, việc nghiên cứu thực nghiệm trên một diện tích rộng để xác định đặc điểm đất trên toàn thành phố là không khả thi. Do đó, trọng tâm của công trình nghiên cứu này là sử dụng hệ thống thông tin địa lý, như đã được chỉ ra bởi cả hai phương pháp Kriging và trọng số đảo ngược (IDW), kết hợp với các mô hình hồi quy đơn và hồi quy đa tuyến tính để bao gồm bộ dữ liệu cho 56 mẫu đất khác nhau từ nhiều vị trí của thành phố Kirkuk. Các kỹ thuật IDW và Kriging đã được sử dụng để nghiên cứu các tham số vật lý và hợp khối của đất như tỷ lệ phần trăm của đất sét, bùn, cát và sỏi, áp lực đường trước hợp khối (Pc), ứng suất hiệu dụng thẳng đứng (Po), chỉ số nén (Cc) và chỉ số tái nén (Cr). Mối quan hệ vật lý-hợp khối được đánh giá bằng cách sử dụng mô hình hồi quy đơn tuyến tính trong đó mỗi thuộc tính hợp khối và vật lý của đất được liên kết riêng biệt. Hơn nữa, mối tương quan vật lý-hợp khối đã được xác định bằng mô hình hồi quy đa tuyến tính trong đó mỗi đặc điểm đất hợp khối được liên kết với tất cả các thuộc tính đất vật lý đã được kiểm tra. Kết quả của nghiên cứu này tập trung vào việc phát triển hai bộ bản đồ số địa lý để xem xét các đặc điểm vật lý và hợp khối khác nhau của đất Kirkuk. Dựa trên phân tích mối tương quan vật lý-hợp khối, Cc và tất cả các đặc tính đất vật lý có mối liên hệ dương đáng kể. Các giá trị Pc và Po đã được dự đoán chính xác bởi mô hình hồi quy đa tuyến tính được đề xuất. Kết hợp với các mô hình thống kê đã trình bày, các bản đồ đất số thu được có thể cung cấp các đại diện địa lý, cơ học và nông nghiệp toàn diện về thành phần và hình thái đất ở thành phố Kirkuk.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

Abdel-Kader FH (2011) Digital soil mapping at pilot sites in the northwest coast of Egypt: a multinomial logistic regression approach. Egypt J Remote Sens Space Sci 14:29–40. https://doi.org/10.1016/j.ejrs.2011.04.001 Ali A, Wani TA, Wani IA, Masoodi FA (2016) Comparative study of the physico-chemical properties of rice and corn starches grown in indian temperate climate. J Saudi Soc Agric Sci 15:75–82. https://doi.org/10.1016/j.jssas.2014.04.002 Azpurua M, dos Ramos KA (2010) Comparison of spatial interpolation methods for estimation of average electromagnetic field magnitude. Prog Electromagn Res M 14:135–145. https://doi.org/10.2528/PIERM1008103 Baojun W, Bin S, Inyang HI (2008) GIS-based quantitative analysis of orientation anisotropy of contaminant barrier particles using standard deviational ellipse. Soil Sediment Contam 17(4):437–447. https://doi.org/10.1080/15320380802146784 Bensabah F, Lamiri A, Naja J (2015) Effect of purified wastewater from the city of Settat (Morocco) on the quality of Lippia citriodora essential oil and infusion. J Saudi Soc Agric Sci 14:101–108. https://doi.org/10.1016/j.jssas.2014.03.001 Bergstrom LF, Shirmohammadi A (1999) Areal extent of preferential flow with profile depth in sand and clay monoliths. J Soil Contam 8(6):637–651. https://doi.org/10.1080/10588339991339513 Billah MM (2018) Mapping and monitoring erosion-accretion in an alluvial river using satellite imagery- the river bank changes of the Padma river in Bangladesh. Quaestiones Geographicae 37(3):87–95. https://doi.org/10.2478/quageo-2018-0027 Conrado NR (2009) Hydrolysis study and extraction of spiroxamine from soils of different physico-chemical properties. Chemosphere 77:821–828. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2009.07.078 Curtarelli M, Leão J, Ogashawara I, Lorenzzetti J, Stech J (2015) Assessment of spatial interpolation methods to map the bathymetry of an amazonian hydroelectric reservoir to aid in decision making for water management. ISPRS Int J Geo-Inf 4:220–235. https://doi.org/10.3390/ijgi4010220 Dev R, Bali M (2019) Evaluation of groundwater quality and its suitability for drinking and agricultural use in district Kangra of Himachal Pradesh, India. J Saudi Soc Agric Sci 18:462–468. https://doi.org/10.1016/j.jssas.2018.03.002 Dindaroglu T (2014) The use of the GIS kriging technique to determine the spatial changes of natural radionuclide concentrations in soil and forest cover. J Environ Health Sci Eng 12:130. http://www.ijehse.com/content/12/1/130 Gashaw NA, Assefa E, Sachpazis C (2021) Consolidation parameters conceptualization using regression analysis and genetic programming for Addis Ababa’s red clay soils. Model Earth Syst Environ. https://doi.org/10.1007/s40808-021-01127-2 Glebocki B, Kacprzak E, Kossowski T (2019) Multicriterion typology of agriculture: a spatial dependence approach. Quaestiones Geographicae 38(2):29–49. https://doi.org/10.2478/quageo-20190021 Guo Y, Cao L, Feng X, Liu H (2019) Influence of leachate on properties and regions of compacted clay layer: a column experiment. Soil Sediment Contam. https://doi.org/10.1080/15320383.2019.1650002 Hmid I, Hanine H, Elothmani D, Oukabli A (2018) The physico-chemical characteristics of morrocan pomegranate and evaluation of the antioxidant activity for their juices. J Saudi Soc Agric Sci 17:302–309. https://doi.org/10.1016/j.jssas.2016.06.002 Kumar S, Haq R, Prasad K (2018) Studies on physico-chemical, functional, pasting and morphological characteristics of developed extra thin flaked rice. J Saudi Soc Agric Sci 17:259–267. https://doi.org/10.1016/j.jssas.2016.05.004 Kumari D, John S (2019) Sorption capacity of pesticides on soil in a predominant apple cultivation area. Soil Sediment Contam. https://doi.org/10.1080/15320383.2019.1684876 Matarira D, Mutanga O, Dube T (2020) Landscape scale land degradation mapping in the semi-arid areas of the Save catchment. South Afr Geographical J Zimbabwe. https://doi.org/10.1080/03736245.2020.1717588 Meng Q, Liu Z, Borders BE (2013) Assessment of regression kriging for spatial interpolation—comparisons of seven GIS interpolation methods. Cartogr Geogr Inf Sci 40:28–39. https://doi.org/10.1080/15230406.2013.762138 Minzi LR, Saviozzi A, Cardelli R, Riffaldi R (2002) Relationships between biological and physico-chemical soil characteristics in a Mediterranean agricultural area. Arch Agron Soil Sci 48(3):279–288. https://doi.org/10.1080/03650340213843 Mogaji KA, Lim HS (2019) A GIS–based linear regression modeling approach to assess the impact of geologic rock types on groundwater recharge and its hydrological implication. Model Earth Syst Environ. https://doi.org/10.1007/s40808-019-00670-3 Mohammadi A, Ghassoun Y, Lowner MO, Behmanesh M, Faraji M, Nemati S, Toolabi A, Abdolahnejad A, Panahi H, Heydari H, Miri M (2020) Spatial analysis and risk assessment of urban BTEX compounds in Urmia. Iran Chemosphere 246:125769. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere2019.125769 Mohsin S, Lone MA (2020) Modeling of reference evapotranspiration for temperate Kashmir Valley using linear regression. Model Earth Syst Environ. https://doi.org/10.1007/s40808-020-00921-8 Mousavifard SM, Momtaz H, Sepehr E, Davatgar N, Sadaghiani MHR (2012) Determining and mapping some soil physicochemical properties using geostatistical and GIS techniques in the Naqade region. Iran Arch Agron Soil Sci. https://doi.org/10.1080/03650340.2012.740556 Nadal M, Kumar V, Schuhmacher M, Domingo JL (2006) Definition and GIS-based characterization of an integral risk index applied to a chemical/petrochemical area. Chemosphere 64:1526–1535. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2005.11.078 Olaleye AO, Akinbola GE, Akintade B (2011) Gravel, soil organic matter, and texture in fallowed alfisols, entisols and ultisols: implications for root and tuber crops. Commun Soil Sci Plant Anal 42:2624–2641. https://doi.org/10.1080/00103624.2011.614038 Olmo JC, Guervos RC, Rocha IM (2019) The spatial effects of violent political events on mortality in countries of Africa. S Afr Geogr J. https://doi.org/10.1080/03736245.2019.1612770 Omar NQ, Raheem AM (2016) Determining the suitability trends for settlement based on multi criteria in Kirkuk, Iraq. https://doi.org/10.1186/s40965-016-0011-2. Open Geosp Data Softw and Stand Panghal A, Chhikara N, Khatkar BS (2019) Characterisation of indian wheat varieties for chapatti (flat bread) quality. J Saudi Soc Agric Sci 18:107–111. https://doi.org/10.1016/j.jssas.2017.02.005 Raheem AM, Omar NQ (2021) Investigation of distinctive physico–chemical soil correlations for Kirkuk city using spatial analysis technique incorporated with statistical modeling. Geo Eng 12:18. https://doi.org/10.1186/s40703-021-00147-2 Raja KS, Taip FS, Azmi MMZ, Shishir MRI (2019) Effect of pre-treatment and different drying methods on the physicochemical properties of Carica papaya L. leaf powder. J Saudi Soc Agric Sci 18:150–156. https://doi.org/10.1016/j.jssas.2017.04.001 Shomar BH, Muller G, Yahya A (2005) Geochemical characterization of soil and water from a wastewater treatment plant in Gaza. J Soil Contam 14(4):309–327. https://doi.org/10.1080/15320380590954042 Sihag P, Tiwari NK, Ranjan S (2017) Modelling of infiltration of sandy soil using gaussian process regression. Model Earth Syst Environ. https://doi.org/10.1007/s40808-017-0357-1 Singh B, Sihag P, Singh K (2017) Modelling of impact of water quality on infiltration rate of soil by random forest regression. Model Earth Syst Environ. https://doi.org/10.1007/s40808-017-0347-3 Sultan K (2006) Clay mineralogy of central victorian (Creswick) soils: clay mineral contents as a possible tool of environmental indicator. J Soil Contam 15(4):339–356. https://doi.org/10.1080/15320380600751702 Uyan M (2016) Determination of agricultural soil index using geostatistical analysis and GIS on land consolidation projects: a case study in Konya/Turkey. Comput Electron Agric 123:402–409. https://doi.org/10.1016/j.compag.2016.03.019 Yulianto F, Suwarsono NUC, Nugroho NP, Sunarmodo W, Khomarudin MR (2020) Spatial-temporal dynamics land use/land cover change and flood hazard mapping in the upstream Citarum Watershed, West Java. Indonesia Quaestiones Geographicae 39(1):125–146. https://doi.org/10.2478/quageo-2020-0010 Zhang K, Zheng X, Li H, Zhao Z (2020) Human health risk assessment and early warning of heavy metal pollution in soil of a coal chemical plant in northwest China. https://doi.org/10.1080/15320383.2020.1746737. Soil Sediment Contam Zhao W, Liu X, Huang Q, Cai P (2015) Streptococcus suis sorption on agricultural soils: role of soil physico-lchemical properties. Chemosphere 119:52–58. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2014.05.060