Geri Dön

Prediction of temporal dissolved oxygen concentrations in a lake using remote sensing and machine learning

Uzaktan algılama ve makine öğrenmesi kullanarak göldeki çözünmüş oksijen konsantrasyonlarının zamansal değişimlerinin tahmini

PDF İndir

  1. Tez No: 902676
  2. Yazar: UTKU BERKALP ÜNALAN
  3. Danışmanlar: PROF. DR. AYŞEGÜL AKSOY, DR. ONUR YÜZÜGÜLLÜ
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Makine öğrenmesi, Uzaktan algılama, Çözünmüş oksijen parametresi, Machine learning, Remote sensing, Dissolved oxygen parameter
  7. Yıl: 2024
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.

Özet

Dissolved Oxygen (DO) levels are vital for aquatic life, especially under the stress of climate change, making their monitoring essential for effective lake management. However, local measurements are often costly and time-consuming, whether they are with field campaigns or gauges. This study develops an approach and evaluates the feasibility of using remote sensing and machine learning techniques for temporal monitoring and estimation of DO concentrations in a shallow eutrophic lake. As DO cannot be directly measured with optical sensors, the study first identifies optically sensitive parameters that correlate with ground DO measurements. Here, chlorophyll-a (Chl-a), temperature, and depth are found to be statistically significant in predicting DO. Then, the explanatory parameters are predicted using remotely sensed data. Finally, the developed approach achieved an R² of 0.89 and 0.64 and a mean absolute error of 0.81 mg/L and 1.29 mg/L, for locally measured and predicted test data sets. Results indicated a high potential for estimating the non-optical DO parameter with selected optical parameters. The developed approach presents an alternative to model continuous temporal variations in DO, which may make decision-making on lake management more sustainable.

Özet (Çeviri)

Çözünmüş Oksijen (ÇO) seviyeleri, özellikle iklim değişikliği etkisi altında sucul yaşam için hayati önem taşır ve etkili göl yönetimi açısından izlenmeleri gereklidir. Ancak, yerel ölçümler saha çalışmaları veya ölçüm cihazları ile yapıldığında genellikle maliyetli ve zaman alıcıdır. Bu çalışma, sığ ötrofik bir gölde uzaktan algılama ve makine öğrenimi teknikleri kullanılarak ÇO konsantrasyonlarının zamansal izlenmesi ve tahmin edilmesinin fizibilitesini değerlendirmektedir. ÇO optik sensörlerle doğrudan ölçülemediği için, ilk olarak yerel ölçümlerle korelasyon gösteren optik olarak duyarlı parametreler belirlenmiştir. Bu bağlamda, klorofil-a (Chl-a), sıcaklık ve derinlik, ÇO tahmininde istatistiksel olarak açıklayıcı parametreler olarak bulunmuştur. Daha sonra bu açıklayıcı parametreler, uzaktan algılama teknikleri kullanılarak tahmin edilmiştir. Sonuç olarak, geliştirilen yöntem, yerel ölçüm destekli ve tamamen uzaktan elde edilen girdi parametreleri içeren test veri setlerinde sırasıyla 0.89 ve 0.64 R² değerleri, 0.81 mg/L ve 1.29 mg/L ortalama mutlak hata (MAE) değerleri elde etmiştir. Sonuçlar, optik parametreler kullanılarak, optik olmayan bir parametre olan ÇOnun yüksek doğrulukla tahmin edilebileceğini göstermektedir. Bu yöntem, su kalitesinin izlenmesinde alternatif bir yol sunarak, çevre yönetiminde su kalitesi izleme süreçlerine yeni bir destek mekanizması sağlamayı hedeflemektedir.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    285755

    Determination of chlorophyll-a distribution in Lake Eymir using regression and artificial neural network models with hybrid inputs

    Hibrid girdili regrasyon ve yapay sinir ağları modelleri ile Eymir Gölü'nde klorofil-a dağılımının belirlenmesi

    ONUR YÜZÜGÜLLÜ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2011

    Çevre MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Çevre Mühendisliği Bölümü

    DOÇ. DR. AYŞEGÜL AKSOY

  2. Tez No

    409068

    Göl metabolizmasının diel oksijen tekniği ile belirlenmesi: Abant Gölü örneği

    Determining lake metabolizm using diel oxygen technique: A case study of Lake Abant

    GONCA SILAHAN TURAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2015

    Çevre MühendisliğiAbant İzzet Baysal Üniversitesi

    Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. NUSRET KARAKAYA

  3. Tez No

    262

    Dokuma kumaşlarda örgü tipinin ham kumaşın boyutları ve geometrik özellikleri üzerindeki etkilerinin araştırılması

    Başlık çevirisi yok

    EMEL ÖNDER

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1985

    Tekstil ve Tekstil MühendisliğiEge Üniversitesi

    Tekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. GÜNGÖR BAŞER

  4. Tez No

    39

    Studies on the cuttability of rocks at O.A.L. Çayırhan district by laboratory cutting tests

    Başlık çevirisi yok

    KÜRŞAD CEYLAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    1987

    Maden Mühendisliği ve MadencilikOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. NACİ BÖLÜKBAŞI

  5. Tez No

    676

    Havuçların haşlanmasında difüzyonun modellenmesi

    Başlık çevirisi yok

    FİGEN KAYMAK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1986

    Gıda MühendisliğiEge Üniversitesi

    Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. SUZAN KINCAL

Geri Dön