Integrating Proximal Sensing, high-resolution Imagery, and Machine Learning for Field-Scale Soil Salinity Mapping in Semi-Arid Region
Notice bibliographique
Résumé
Soil salinity is a major environmental challenge that reduces agricultural productivity and degrades soil health, especially in arid and semi-arid regions. Conventional soil salinity assessment methods involve extensive manual labor and are time-consuming In this study, we explored alternative approaches by using a combination of proximal sensing data (i.e., electromagnetic (EM) induction instruments, EM 38-MK2) with two very high-resolution multi-spectral and -sources imagery (i.e., a UAV (Unnamed Aerial Vehicle) and PlanetScope (PS)), topographic attributes, and machine learning methods to achieve field-scale soil salinity mapping under data-scarce conditions. To do so, an initial set of 26 topsoil samples (0–5 cm) were collected from a saline field in the semi-arid area of Sehb El Masjoune in Southern Morocco. and their Electrical conductivity (EC, a proxy of salinity) was determined at the lab. Then, proximal sensed data from EM38 were collected along the same field and measured apparent soil electrical conductivity (ECa – dS/m) was correlated with measured topsoil EC. We used proximal sensing technology to generate 500 EC (electrical conductivity) observations for spatialization, thereby creating a robust dataset for training four machine learning models: partial least squares regression (PLSR), support vector machine (SVM), random forest (RF), and an ensemble (stacked) model. Among these models, the RF and ensemble approaches delivered the highest accuracy, with RF outperforming all others. Performance assessments indicated that PlanetScope data achieved R² = 0.91 and RMSE = 3.47, while UAV data showed R² = 0.89 and RMSE = 3.83. These findings underscore that integrating multisource data, even in data-scarce environments, enhances reliability and robustness in soil salinity mapping at the field scale. Our results highlight a cost-effective, high-precision strategy for characterizing saline and sodic soils, offering valuable insights for targeted reclamation and management interventions in arid and semi-arid regions. We conclude that the used approach not only contributes to the scientific understanding of soil salinity dynamics but also provides practical implications for sustainable land management and agricultural planning. The research highlights the potential of combining cutting-edge technology with environmental predictors to address critical global issues. 
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».