Active microwave remote sensing of soil moisture: A case study in Kurukavak basin
Toprak neminin aktif mikrodalga ile uzaktan algılanması: Kurukavak havzası uygulaması
- Tez No: 238583
- Danışmanlar: PROF. DR. ALİ ÜNAL ŞORMAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2008
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Bölümü
- Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 154
Özet
Havzanın toprak nemi durumu, yağışın sızma ya da yüzey üstü akımına ayrışmasında önemli bir rol oynamaktadır, ve bu nedenle, fiziksel hidrolojik modellerin büyük çoğunluğunda anahtar bir değişkendir. Kuru toprak ve suyun dielektrik sabit değerleri arasında büyük fark bulunması sebebiyle mikrodalga uzaktan algılama (özellikle de yaygın olarak mevcut olan sentetik aperture radar) bu tür çalışmalar için oldukça önemli bir araçtır.Bu çalışmanın esas amacı, hidrolojik bir modele girdi olarak kullanılabilecek, dağılımlı havza toprak nemi haritalarının üretilmesidir. Bu amaçla, dokuz arazi çalışması gerçekleştirilmiş ve noktasal yüzey toprak nemi değerleri Time Domain Reflector cihazı ile toplanmıştır. Batı Anadolu'da küçük bir havzada gerçekleştirilmiş olan arazi çalışmaları, radar görüntü alımlarını yakalayacak şekilde planlanmış ve bir su yılı içinde tamamlanmıştır.Bu doğrultuda, öncelikle bir geri yansıma modeli olan Dubois Modeli, toprak yüzey pürüzlülüğü ile radar geri yansıma değerleri arasında bir ilişki oluşturmak amacı ile tersine kullanılmış ve çalışma havzasının toprak pürüzlülüğü haritaları elde edilmiştir. Daha sonra radar geri yansıma değerleri ile en baskın üç yüzey parametresi; yüzey geri yansıma açısı, toprak nemi ve toprak pürüzlülüğü, arasında bir ilişki elde edilmiş ve yüzey toprak neminin hesaplanması yöntemlerinde kullanılmıştır. Çalışma bölgesinin dağılımlı toprak nemi haritalarının çıkartılmasında havzanın arazi kullanım ve bitki örtüsü yoğunluğuna bağlı olarak; Geri Yansıma Düzeltme Katsayıları, Su Bulutu Metodu ve Havza İndeksleri yöntemleri kullanılmıştır.Çalışmanın son aşamasında, elde edilen dağılımlı toprak nemi haritaları, havzada gözlemlenen bir taşkının simulasyonu amacıyla, yarı dağılımlı bir hidrolojik modele başlangıç yüzey toprak nemi durumu olarak girilmiştir. Dağılımlı yüzey toprak nemi girdisinin hidrolojik model sonuçları üzerindeki katkısını incelemek amacı ile aynı taşkın simülasyonu tüm havza için sabit kalan başlangıç yüzey toprak nemi değeri ile de gerçekleştirilmiştir. Son olarak, elde edilen simülasyon sonuçları birbirleri ve de gözlenen sonuçlar ile karşılaştırılmıştır.
Özet (Çeviri)
Soil moisture condition of a watershed plays a significant role in separation of rainfall into infiltration and surface runoff, and hence is a key parameter for the majority of physical hydrological models. Due to the large difference in dielectric constants of dry soil and water, microwave remote sensing and particularly the commonly available synthetic aperture radar is a potential tool for such studies.The main aim of this study is to produce the distributed soil moisture maps of a catchment from active microwave imagery. For this purpose, nine field trips are performed within a small basin in western Anatolia and point surface soil moisture values are collected with a Time Domain Reflectometer. The field studies are planned to match radar image acquisitions and accomplished over the water year of 2004 - 2005.In this context, first, the Dubois Model, a semi-empirical backscatter model is utilized in the reverse order to develop radar backscatter ? soil roughness relationship and soil roughness maps of the study area are obtained. Then another relationship is built between radar backscatter and the three governing surface parameters: local incidence angle, soil moisture and soil roughness, which is later used in the soil moisture estimation methods. Depending on land use and vegetation cover condition, surface soil moisture maps of the catchment are produced by Backscatter Correction Factors, Water Cloud Model and Basin Indexes methods.In the last part of the study, the soil moisture maps of the basin are input to a semi-distributed hydrological model, HEC-HMS, as the initial soil moisture condition of a flood event simulation. In order to investigate the contribution of distributed initial soil moisture data on model outputs, simulation of the same flood event is also performed with the lumped initial soil moisture condition. Finally, a comparison between both the distributed and lumped model simulation outputs and with the observed data is carried out.
Benzer Tezler
- SAR uydu imgeleri kullanılarak yarı deneysel ve makine öğrenmesi yöntemleri ile toprak neminin tahmini: Karşılaştırmalı bir saha çalışması
Estimation of soil moisture via semiempirical and machine learning methods using SAR satellite images: A comparative field study
HÜSEYİN ACAR
Doktora
Türkçe
2020
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiDicle ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET SİRAÇ ÖZERDEM
- Aiding agricultural practices with the exploration of earth observation data via machine learning
Yer gözlem uydu verilerinin tarımsal uygulamalara yardımcı olmak amacıya makine öğrenme algoritmaları ile incelenmesi
MEHMET FURKAN ÇELİK
Doktora
İngilizce
2023
Jeodezi ve Fotogrametriİstanbul Teknik ÜniversitesiGeomatik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ESRA ERTEN
- Uzaktan algılama verileriyle orman yangını analizi
Forest fire analysis with remote sensing data
COŞKUN ÖZKAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Jeodezi ve Fotogrametriİstanbul Teknik ÜniversitesiJeodezi ve Fotogrametri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FİLİZ SUNAR
- Offshore oil slick detection with remote sensing techniques
Uzaktan algılama teknikleri ile denizel petrol sızıntılarının tespiti
SERTAÇ AKAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2007
Jeodezi ve FotogrametriOrta Doğu Teknik ÜniversitesiJeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. M. LÜTFİ SÜZEN
DOÇ. DR. NURETDİN KAYMAKÇI