Toprakların bazı özelliklerinin spektral karakterizasyonunun araştırılması
Determination of spectral characterization of some soil properties
Yazar: MEHMET ALİ ÇAKAL
Danışman: PROF. DR. GÜLAĞA ŞİMŞEK
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Toprak Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2008
Konu: Ziraat = Agriculture
Dizin: Spektral ayrılma = Spectral decomposition ; Spektral özellikler = Spectral properties ; Spektrofotometrik yöntem = Spectrophotometric method ; Toprak morfolojisi = Soil morphology ; Toprak sınıflandırması = Soil classification ; Toprak örtüsü = Soil cover ; Toprak özellikleri = Soil properties ; Uzaktan algılama = Remote sensing

Özet:
Toprak; organik madde, hava, su ve minerallerin değişik seviyelerinden oluşan bir karışımdır. Toprağın fiziksel ve kimyasal özellikleri spektral karakterizasyonunda çok önemli bir rol oynamaktadır. Toprağa ait yansıma oranları toprağı oluşturan bileşenlerin yansıma ve soğurma (absorbe) özelliklerine bağlı olarak oluşur. Bu çalışmada renk, oranik madde ve tekstürle spektral yansımaları arasındaki ilişkinin tanımlanması amaçlanmıştır. Bu çalışma için Erzurum iline rastgele dağılmış 314 adet örnek alınmıştır.Laboratuar şartlarındaki spektral veriler LI-1800?10 CEP559 (320?1100 nm) model spektroradyometre kullanılarak elde edilmiştir. Arazi şartlarındaki veriler ise EO1-Hyperion uydusundan sağlanmıştır. Toprak özelliklerine ait spektral imzaların benzerlik analizi için Öklit Mesafe (Euclidean Distance) ölçüm metodu kullanılmıştır.Spektral analiz sonuçları organik madde miktarı arttıkça yansıma oranının düştüğünü göstermektedir. Killi tekstür 935 nm de seçilebilir bir spektral derinlik ortaya koymaktadır. Toprak rengi ise 400?700 nm de en yüksek spektral benzerliğe sahiptir.Çalışma sonuçları bir bütün olarak değerlendirilirse VNIR ve SWIR dalga boyu aralıklarında ki yansıma oranları toprakların bazı fiziksel ve kimyasal özelliklerini tanımlamada ve sınıflandırmada, hızlı ve ucuz bir araç olarak kullanılabilir. Ancak arazi çalışmalarına yönelik yeni modellerin geliştirilmesi toprağa ait özelliklerin tanımlanmasında ve sınıflandırılmasında ki eksiklikleri giderecektir.

Abstract:
Soil is a complex matrix containing mineral, water, air, and organic matter at various levels. Physical and chemical properties of soils play a very important role in the spectral characterization. Soil reflectance is determined by the inherent scattering and absorption properties of its components. The objective of this study was to evaluate the relationship between soil properties and spectral reflectance. We researched spectral characterization of soil color, organic material and soil texture. For this study, we selected 314 soil samples from all Erzurum state and a weighted random sampling to maximize compositional diversity.Spectral data were obtained under laboratory conditions using an LI-1800?10 CEP559 (320-1100 nm) model spectroradiometer and EO1-Hyperion (400-2200 nm) satellite data from field conditions. The Euclidean Distance Measurement technique was used for identification spectral similarity of soil properties curves.Results of spectral analysis show that the reflectance decreased when the organic material increased. Clay texture have selectable spectral depth on 935 nm . Soil color (hue) have the best spectral similarity on 400-700 nm.Thus, the results obtained in this study reflect that VNIR and SWIR reflectance could be used as a rapid, inexpensive and non-destructive technique to determine or classification some physical and chemical soil properties for study area soils. Add, to develop new model for practical application can be useful in classification and determination of soil properties.