Sentetik açıklıklı radar (mikrodalga) uydu görüntüleri kullanılarak toprak özelliklerinin belirlenebilirliği üzerine bir araştırma
A research on determination of soil properties using synthetic aperture radar satellite images
Yazar: MUSTAFA TOLGA ESETLİLİ
Danışman: PROF. DR. YUSUF KURUCU
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Toprak Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2008
Konu: Ziraat = Agriculture
Dizin: Toprak = Soil ; Toprak-su ilişkisi = Soil-water relationship ; Uzaktan algılama = Remote sensing

Özet:
Yeryüzündeki canlı yaşamın sürdürülebilir olması için, toprakların özelliklerinin coğrafi olarak belirlenmesi, değişen iklim ve kullanım koşullarına bağlı olarak izlenmesi oldukça önemlidir. Geniş alan çalışmaları gerektiren bu gereksinimin geleneksel yöntemlerle gerçekleştirilmesinde önemli güçlükler vardır. Bu araştırma ile yeryüzünün sürekli izlenmesine olanak sağlayan uzaktan algılama tekniği uygulamaları çerçevesinde SAR (RADARSAT?1 ve ENVISAT) uydu görüntülerinin toprak özelliklerinin belirlenmesinde kullanılabilirliği araştırılmıştır. Bu amaçla, 2006 yılının Nisan ve Ekim ayları arasında alımı yapılmış, 2 adedi RADARSAT?1 ve 5 adedi ENVISAT-ASAR olmak üzere toplam 7 adet SAR görüntüsü kullanılmıştır. Yardımcı veri olarak, 2006 yılı Mayıs ayında çekimi yapılmış bir optik uydu görüntüsü (SPOT 2) kullanılmıştır. Araştırma, Menemen ovası (İzmir) ve deltasını oluşturan düz araziler üzerinde gerçekleştirilmiştir. Uydu görüntülerinin alımı ile eşzamanlı olarak gerçekleştirilen arazi çalışmaları ile toprak örnekleri alınmış ve laboratuvar analizleri ile nem, bünye, organik madde, pH, tuzluluk ve kireç içerikleri belirlenmiştir. Bu veriler ile mikrodalga boyundaki enerjiyi gerisaçılım ilişkilerini incelemek için SAR görüntülerinde betanought ve sigmanought dönüşümleri yapılmıştır. Araştırma sonucunda, toprak nemi miktarı ve toprak dokusu ile gerisaçılım değerleri arasında önemli düzeyde istatistikî ilişki saptanmıştır. SAR görüntüleri ile toprak özelliklerinin belirlenmesine yönelik olarak sadece gerisaçılım analizleri yapılmamış, ayrıca ?fusion? tekniği de kullanılmıştır. Bu amaçla SPOT?2 uydu görüntüsü ile RADARSAT?1 görüntüsü bütünleştirilmiş ve üzerinde bitki örtüsü olan ve çıplak alanlarda toprak nemi izlenmiştir. Toprak yüzeyini örten buğday ve diğer tek yıllık bitkilere rağmen, SAR görüntülerinin ?C? bandının kullanılması ile toprak nemindeki değişikliklerin izlenebileceği belirlenmiştir.

Abstract:
In this study, the contribution of SAR images to soil properties observations was investigated in a selected study area. In this respect, seven SAR images (2 of RADARSAT-1 and 5 of ENVISAT ASAR) gathered between April and October 2006. An SPOT-2 image of May 2006 that belongs to same area was used as an ancillary data. The study area is in the low lands of Menemen (Izmir) Plain on the west of Gediz Basin, and covers about 400 km2. The relation between soil properties, which was believed to affect backscattering directly, and soil texture, organic matter, soil salinity, pH content and lime content, in soil were investigated. To see the correlation between the soil properties and radar backscatter, the sigmanought and betanought values of RADARSAT-1 and ENVISAT-ASAR image were calculated. A comparison among the spatial distribution of retrieved soil moisture changes from SAR images was done. The correlations between the soil moisture content, soil texture and backscattering of ENVISAT-ASAR, RADARSAT-1 images were found very high. Despite the wheat and annually cultivated plants on the study area, it is observed that there is a possibility to determine the moisture changes of the soil with the SAR images having C band beside using only SAR images, fusion of SAR and Optical images was investigated for detection of the soil moisture.