Comparative Study of Statistical, Numerical and Machine Learning-based Pedotransfer Functions of Water Retention Curve with Particle Size Distribution Data


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

The water retention curve (WRC) describes the nonlinear relation of soil water content (SWC) and matric potential. Since direct measurement of SWC and matric potential is difficult and time consuming, indirect approaches including statistical, numerical, and pattern recognition-based pedo-transfer functions (PTFs) that relate basic soil properties to the WRC have been developed during the last few decades. Although several studies reporting the performance of these models can be found in literature, it seems that an extensive investigation which compares the available models and introduces a reliable method to soil hydrologists can be useful. Therefore, in this study, the performance of multiple linear regressions (MLR) models, scaled numerical models and machine learning methods including artificial neural networks (ANN) and adaptive neuro-fuzzy inference systems (ANFIS) are compared using 98 UNSODA codes with various soil textures to estimate WRC. Results showed that regardless of the soil texture, ANN (RMSE = 0.029) predicts the WRC more accurately than ANFIS (RMSE = 0.035), scaled model (RMSE = 0.060) and MLR (RMSE = 0.071), respectively. Considering the soil texture, ANFIS performance is the best in the moderate and fine textured soils, while scaled numerical model predicts with acceptable performance in sandy soils. WRC prediction using easily available soil characteristics particularly when there is a lack of data, shows that newly developed machine learning methods are capable of predicting WRC considerably accurate for sustainable water flow and solute transport management.

Об авторах

S. Amanabadi

Department of Soil Science, Faculty of Agriculture and Natural Resources, Science and Research Branch,
Islamic Azad University; Department of Soil Science, College of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran

Автор, ответственный за переписку.
Email: amanabadi@ut.ac.ir
Иран, Tehran; Karaj

M. Vazirinia

Department of Soil Science, Faculty of Agriculture and Natural Resources, Science and Research Branch,
Islamic Azad University

Email: amanabadi@ut.ac.ir
Иран, Tehran

H. Vereecken

Agrosphere Institute (IBG-3), Forschungszentrum Jülich GmbH

Email: amanabadi@ut.ac.ir
Германия, Jülich

K. Vakilian

Department of Agrotechnology, College of Abouraihan, University of Tehran

Email: amanabadi@ut.ac.ir
Иран, Tehran

M. Mohammadi

Department of Soil Science, College of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran

Email: amanabadi@ut.ac.ir
Иран, Karaj

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Pleiades Publishing, Ltd., 2019

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».