Parmak erozyonunda yüzey pürüzlülüğünün görüntüleme teknikleri ile tespitine yönelik sistem geliştirme
System development for the determination of surface roughness in rill erosion by imaging techniques
Yazar: KÜRŞAD ERDOĞAN
Danışman: DOÇ. DR. FİKRET ARI
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Kinect = Kinect ; Raspberry Pi = Raspberry Pi ; Sensörler = Sensors ; Yüzey pürüzlülüğü = Surface roughness

Özet:
Özellikle tarımsal alanlarda meydana gelen toprak erozyonu, her yerde olabilen ekonomik ve ekolojik bir sorundur. Toprak parçacıklarının ayrılması ve taşınması tarım alanlarının verimliliğini düşürmektedir. Toprak yüzey analizi ve toprak-su etkileşimi, toprak erozyonu riskini etkilediği için tarımsal araştırma ve mühendislikte önemli bir konudur. Erozyon, organik madde bakımından zengin üst toprak tabakalarını etkilemekte; bu üst toprağın taşınması sonrasında daha sıkı yapıya sahip alt toprak ortaya çıkmaktadır. Bu durumda toprağın işlenmesi zorlaşmakta ve tarım verimliliği olumsuz etkilenmektedir. Erozyonun etkilerinin analiz edilebilmesi için farklı teknikler kullanılmıştır. Bu çalışmada, erozyon çeşitlerinden biri olan parmak erozyonu üzerinde odaklanılmıştır. Çalışma esnasında kolaylıkla ve düşük maliyetle bulunabilecek olan Microsoft Kinect Sensör ve Raspberry Pi kullanılarak elektronik görüntüleme sistemi tasarlanmış; bu sistem ile elde edilen parmak erozyonuna ait derinlik görüntülerinin analiz edilerek yüzey topografyasının çıkarılması için yazılım geliştirilmiştir. 4 adet toprak türü üzerinde 8 çeşit akış kullanılarak ölçümler alınmıştır. Deneysel bulgular sonucunda 70 cm mesafeye yerleştirilmiş Kinect Sensör ile birim olarak 1.3812 mm3'lük hacim değişimlerinin tespit edilebildiği görülmüştür.

Abstract:
Soil erosion, mainly occurring in agricultural areas, is an economic and ecological problem that can happen anywhere. Separation and transport of soil particles reduce the productivity of agricultural lands. Soil surface analysis and soil-water interaction are essential topics in agricultural research and engineering as they affect the risk of soil erosion. Erosion affects the upper soil layers rich in organic matter; After the transport of this topsoil, the subsoil with a more compact structure emerges. In this case, the cultivation of the soil becomes complex, and agricultural productivity is adversely affected. Different techniques have been used to analyze the effects of erosion. In this study, we focused on rill erosion, one of the types. An electronic imaging system has been designed using the Microsoft Kinect Sensor and Raspberry Pi, which can be found quickly and at a low-cost during operation. The software has been developed to extract the surface topography by analyzing the depth images of finger erosion obtained with this system. Measurements were taken using eight types of flow rates on four soil types. As a result of the experimental findings, it has been seen that volume changes of 1.3812 mm3 can be detected as a unit with the Kinect Sensor placed at a distance of 70 cm.