Spatial distribution and mapping of soil organic carbon in Amedyia region of Iraq
Irak'ın Amdya bölgesinde topraktaki organik karbonunun mekansal dağılımı ve haritalanması: Duhok vilayeti Amedyia bölgesinde bir vaka çalışması
- Tez No: 780122
- Danışmanlar: PROF. DR. HİKMET GÜNAL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Ziraat, Agriculture
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Harran Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Toprak Bilimi ve Bitki Besleme Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 64
Özet
Toprak, karasal ekosistemlerdeki en büyük karbon havuzu olup, organik karbon, toprakların fiziksel, kimyasal ve biyolojik özelliklerinin düzenlenmesindeki önemli yeri nedeniyle, yaygın olarak arazi bozulmasının bir göstergesi olarak benimsenmiştir. Bu çalışma, Kuzey Irak'ın Amediya bölgesinde (20.06 km2) sıradan krigleme (OK), Gradient Boosting Karar Ağaçları (GBDT) ve GBDT-OK hibrit yaklaşımları ile toprak karbon içeriğinin (SOC) modellenmesi için gerçekleştirilmiştir. GBDT modelinin ortak değişkenleri, Landsat 8 (OLI) ve Landsat 9 (OLI-2) optik uydu görüntülerinden elde edilen radyometrik indeksler ve bağımlı değişkeni de, çalışmanın gerçekleştirildiği alandaki 500 x 500 m'ye ayrılmış bölgelerin köşelerinden toplanan 80 toprak örneğinin organik karbon içeriğidir. GBDT modeli kullanılarak yüksek değişkenli veri setindeki ve sınırlı gözlem noktalarındaki hiperparametrelerin optimizasyonu ile k-katlı çapraz doğrulama kaybı 0,385'ten 0,257'ye düşürülmüştür. Ayrıca, hiperparametrelerin optimizasyonu ile ortalama karesel hata kökü (RMSE), ortalama mutlak hata (MAE) ve R2 hata metrikleri sırasıyla 0,394'ten 0,229, 0,173'ten 0,132 ve 0,209'dan 0,654 olacak şekilde iyileştirilmiştir. GBDT ve normal krigleme ile karşılaştırıldığında GBDT-OK hibrit model yaklaşımı ile RMSE değerindeki iyileşme 32,75 ve 68,96 olmuştur. GBDT tahmin modelinde ortak değişkenlerin önem düzeyleri de belirlenmiştir. SOC tahmin modelinde kullanılan değişkenler sırasıyla NDVI > SAVI > EVI > MSAVI > NDSI > SRCI > GSI > BI şeklinde en önemliden en önemsize doğru derecelendirilmiştir. Sonuçlar, ağaç-tabanlı hibrit model yaklaşımının, az sayıda örnek noktasına sahip veri setlerinde SOC içeriğinin mekansal tahmini için oldukça güçlü olduğunu göstermiştir. Bu çalışma aynı zamanda, tahmin başarısını artırmak için ortak değişken olarak kullanılan radyometrik indekslerin seçiminin çalışma alanının iklimi ve bitki örtüsü yoğunluğu dikkate alınarak belirlenmesi gerektiğini de ortaya koymuştur.
Özet (Çeviri)
Soil is the largest carbon pool in terrestrial ecosystems, and organic carbon has been commonly adopted as an indicator of land degradation due to the significant role in regulating the physical, chemical and biological properties of soils. This study was carried out to model soil carbon content (SOC) with ordinary kriging (OK), Gradient Boosting Decision Trees (GBDT) and GBDT-OK hybrid approaches in Amediya region (20.06 km2) of northern Iraq. The covariates of GBDT model were the radiometric indices obtained from Landsat 8 (OLI) and Landsat 9 (OLI-2) optical satellite images, and the dependent variable was organic carbon content of 80 soil samples collected from the corners of 500 x 500 m grids in the study area. The k-fold cross validation loss was reduced from 0.385 to 0.257 by optimization of hyperparameters in the high variation dataset and limited observation points using the GBDT model. In addition, root mean square error (RMSE), mean absolute error (MAE) and R2, error metrics, improved from 0.394 to 0.229, from 0.173 to 0.132, and from 0.209 to 0.654, respectively with the optimization of hyperparameters. The improvement in RMSE value with the GBDT-OK hybrid model approach compared to GBDT and ordinary kriging were 32.75 and 68.96. The importance levels of the covariates in the GBDT estimation model were also determined. The covariates used in the SOC estimation model were ranked from the most important to the least important as NDVI > SAVI > EVI > MSAVI > NDSI > SRCI > GSI > BI, respectively. The results showed that the tree-based hybrid model approach is highly powerful for spatial estimation of SOC content in datasets with a small number of sample points. In addition, the study also revealed that selection of radiometric indices used as covariates should be determined considering the climate and vegetation density of the study area to increase the success of the estimation.
Benzer Tezler
- Orman ekosistemlerindeki karbon birikiminin zamansal ve konumsal değişiminin analizi: Hisar planlama birimi örneği
Analysis spatiotemporal changes of carbon storage in forest ecosystems: A case study in Hisar planning unit
ÖZDEN TUYOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Ormancılık ve Orman MühendisliğiKaradeniz Teknik ÜniversitesiOrman Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ DERYA MUMCU KÜÇÜKER
- Estimation and mapping of some soil characteristics of the Hiranregion of Northern Iraq using geostatistical andspectroradiometric techniques
Kuzey Irak Hiran bölgesi bazı toprak özelliklerinin jeoistatistik ve spektroradyometrik yöntemlerle tahmini ve haritalanması
SEERWAN SAEED MOHAMMED MOHAMMED
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
ZiraatHarran ÜniversitesiToprak Bilimi ve Bitki Besleme Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ VOLKAN BİLGİLİ
- Sarıseki?Dörtyol yöresi topraklarında ağır metallerin yersel dağılımının jeoistatistiksel yöntemlerle belirlenmesi
Determination of spatial distribution of heavy metals in the soil of Sariseki-Dörtyol district using geostatistical methods
ENGİN ÖZDEL
Yüksek Lisans
Türkçe
2010
ZiraatMustafa Kemal ÜniversitesiToprak Bilimi ve Bitki Besleme Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NECAT AĞCA
- Sarıseki-Dörtyol arası arazilerde toprak verimlilik parametrelerinin yersel dağlımının modellenmesi ve haritalanması
Modeling and mapping of the spatial distribution of the soil productivity parameters in the agricultural lands between Sarıseki-Dörtyol
YUNUS KARAKAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
ZiraatHatay Mustafa Kemal ÜniversitesiToprak Bilimi ve Bitki Besleme Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NECAT AĞCA
- Van ili Erciş ilçesi Bayramlı Köyü bağ alanlarının bazı toprak özelliklerinin belirlenmesi ve coğrafi bilgi sistemleri ile haritalanması
Determination of soil properties and mapping by GIS in vineyard areas of Bayramli Village, Ercis county, Van
MERAL SANCAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
ZiraatYüzüncü Yıl ÜniversitesiToprak Bilimi ve Bitki Besleme Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. SİYAMİ KARACA