Estimation of actual evapotranspiration using remote sensing techniques and energy balance models in the lower Seyhan plain of the Eastern Mediterranean Region of Türkiye
Uzaktan algılama teknikleri ve enerji dengesi modelleri kullanılarak gerçek evapotranspirasyon tahmini : Aşağı Seyhan Ovası'nda bir uygulama
- Tez No: 924754
- Danışmanlar: PROF. DR. MAHMUT ÇETİN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Ziraat, Agriculture
- Anahtar Kelimeler: Buharlaşma-terleme, Uzaktan algılama (UA), Yüzey enerjisi denge (SEB) modelleri, Yapay sinir ağı (YSA), Aşağı Seyhan Ovası (ASO), Evapotranspiration, Remote sensing (RS), Surface energy balance models, Artificial neural network (ANN), Lower Seyhan Plain (LSP)
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Çukurova Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Tarımsal Yapılar ve Sulama Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 200
Özet
Bu çalışma, Türkiyee'nin Aşağı Seyhan Ovası'nda (ASO) yüzey enerji dengesi (SEB) modellerini kullanarak gerçek buharlaşma-terleme (ETa) tahminine yönelik kapsamlı bir analiz sunmakta, hem stres altında olmayan alanları (Akarsu Sulama Bölgesi, yani ASB) hem de ASO'daki tuzlu lagünler yakınındaki stres altındaki alanları kapsamaktadır. SEB modellerinin (METRIC, SEBAL, EEFlux-METRIC ve GeeSEBAL) ve Kc NDVI yönteminin dört ardışık su yılı (2020, 2021, 2022 ve 2023) süresince büyük bir sulama şebekesi üzerinde gerçek evapotranspirasyonu (ETa) hesaplamadaki uygulanabilirliği değerlendirilmektedir. SEB modelleri ve Kc NDVI yöntemiyle ETa'yı tahmin etmek için Landsat verileri, arazi çalışmalarıyla elde edilen veri setleri, çalışma alanındaki yerel meteoroloji istasyonlarından alınan yerinde iklim gözlemleri ve küresel meteorolojik veriler kullanılmıştır. Bu çalışmada, ASB'deki bitki sınıflandırma sonuçları ve stresli alanlardan elde edilen yer gözlem verileri, SEB modelleri kullanılarak ETa'yı tahmin etmek, EEFlux-METRIC ve GeeSEBAL'in doğruluğunu değerlendirmek ve seçilen bitkiler için NDVI ile LAI arasındaki ilişkiyi incelemek amacıyla kullanılmıştır. R-METRIC modeli ve MATLAB'deki LandMOD ET Mapper araç kutusu, ETa tahminini kolaylaştırmıştır. Ayrıca, farklı bitki türleri için mekansal ve zamansal değişiklikler büyük ölçekte gösterilmiştir. SEB modellerinin model performansını değerlendirmek amacıyla ETo FAO modeli ve ETc yöntemi ile karşılaştırılarak R², RMSE, MAE ve uyum indeksi (d) gibi metrikleri kullanılarak doğrulanma yapılmıştır. Bulgular, SEB modellerinden elde edilen ETa tahminleri ile ETo-FAO ve ETc yöntemleri arasında güçlü bir uyum olduğunu göstermiştir. Ayrıca, METRIC modelinin, SEBAL algoritmasından daha iyi performans gösterdiği saptanmıştır. Kc NDVI yöntemi, 2020-2023 su yıllarını kapsayan dönemde ASB'deki bitkilerin başlangıç ve hasat dönemlerine kıyasla, orta büyüme evrelerinde ETc yöntemi ile daha güçlü bir korelasyon göstermiştir. Pearson korelasyon katsayısı (r) 0.67 ile 0.99 arasında değişirken, RMSE değerleri 1.30 mm gün⁻¹ ile 0.21 mm gün⁻¹ arasında gerçekleşmiştir. Önerilen denklemler (ETa-METRIC-ETo, ETa-EEFlux-ETo, ETa-SEBAL-ETo, Kc NDVI, LAI-NDVI) dünya genelindeki yarı kurak bölgelerde farklı bitki türlerine uygulanma ve genelleştirilme potansiyeline sahiptir.
Özet (Çeviri)
This study provides a comprehensive analysis of estimating actual evapotranspiration (ETa) using surface energy balance (SEB) models in the Lower Seyhan Plain (LSP) in Türkiye, encompassing both non-stressed areas (Akarsu Irrigation District, i.e., AID) and stressed areas near saline lagoons of the LSP. It evaluates the applicability of SEB models (METRIC, SEBAL, EEFlux-METRIC, and GeeSEBAL) and the Kc NDVI method for computing ETa over a large irrigation scheme in four consecutive water years (2020, 2021, 2022, and 2023). Landsat data, data sets obtained from field campaigns, in-situ climatic observations from local meteorological stations within the study area, and global meteorological data were utilized to estimate ETa by SEB models and the Kc NDVI method. In this study, the results of the crop classification in the AID and the ground truth data acquired from the stressed areas were used to estimate ETa using SEB models, to evaluate the accuracy of EEFlux-METRIC and GeeSEBAL, and to investigate the relationship between NDVI and LAI for selected crops. The R-METRIC model and LandMOD ET Mapper toolbox in MATLAB facilitated robust ETa estimation. Furthermore, spatio-temporal variations for different crop types were shown on a large scale. SEB models were validated against the ETo FAO model and ETc method, focusing on metrics such as R², RMSE, MAE, and agreement index (d) to assess model performance. The findings demonstrate strong agreement between ETa estimates from SEB models and ETo-FAO, ETc methods, with the METRIC model showing slightly better performance than the SEBAL algorithm. The Kc NDVI method demonstrated a stronger correlation with the ETc method during the mid-growth stages of crops, with a Pearson correlation coefficient (r) ranging from 0.67 to 0.99 and RMSE values between 1.30 mm day⁻¹ and 0.21 mm day⁻¹, compared to the initial and harvesting stages in the AID throughout the water years 2020-2023. The proposed equations (ETa-METRIC-ETo, ETa-EEFlux-ETo, ETa SEBAL-ETo, Kc NDVI, LAI-NDVI) have the potential to apply and generalize to different crop types in semi-arid regions worldwide.
Benzer Tezler
- Havza bazında evapotranspirasyonun tahmininde uzaktan algılama tekniklerinin kullanılması
Using remote sensing techniques for estimation of evapotranspiration at watershed level
SAKİNE ÇETİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
ZiraatOndokuz Mayıs ÜniversitesiTarımsal Yapılar ve Sulama Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EYÜP SELİM KÖKSAL
- Yüksek çözünürlüklü uydu görüntülerinin kullanıldığı uzaktan algılama teknikleriyle ergani barajı sulama sisteminin performansının değerlendirilmesi
Evaluation of the performance of ergani dam irrigation system by remote sensing techniques using high resolution satellite images
KIVANÇ HAYRİ DOĞANAY
Doktora
Türkçe
2025
ZiraatAkdeniz ÜniversitesiTarımsal Yapılar ve Sulama Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BEKİR SITKI KARATAŞ
- Effect of dynamic pet scaling with LAI and aspect on the spatial performance of a distributed hydrologic model
YAİ ve bakı ile dinamik pet ölçeklemenin dağılı hidrolojik modelin uzamsal performansına etkisi
UTKU DEMİRCİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET CÜNEYD DEMİREL
- Başlıca iklim parametrelerinin bitki su tüketimine etkilerinin uzaktan algılama yöntemleri ile araştırılması
Investigation of effects of major climate parameters on crop water consumption using remote sensing methods
ORKAN ÖZCAN
Doktora
Türkçe
2014
Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NEBİYE MUSAOĞLU
PROF. DR. CANKUT ÖRMECİ
- Silajlık mısırın verim tahmininde uydu görüntülerinden elde edilen vejetasyon ve bitki su tüketimi verilerinin kullanılmasının değerlendirilmesi
Evaluation of using vegetation indexs and evapotranspiration data obtained from satallite data for yield estimation of silage corn
EMRE TUNCA
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
ZiraatOndokuz Mayıs ÜniversitesiTarımsal Yapılar ve Sulama Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EYÜP SELİM KÖKSAL