Yere nüfuz eden radar ile toprak nem haritalaması
| dc.authorid | 0009-0009-6753-7383 | |
| dc.contributor.advisor | Koçer, Sabri | |
| dc.contributor.author | Yalvaç, Şeyma | |
| dc.date.accessioned | 2025-08-14T06:43:04Z | |
| dc.date.available | 2025-08-14T06:43:04Z | |
| dc.date.issued | 2025 | |
| dc.date.submitted | 2025 | |
| dc.department | NEÜ, Fen Bilimleri Enstitüsü, Mekatronik Mühendisliği Anabilim Dalı | |
| dc.description | Yüksek Lisans Tezi | |
| dc.description.abstract | Bu çalışma, kontrollü laboratuvar ortamında hazırlanmış homojen toprak bölgeleri içinde dielektrik geçirgenlik (εr) ve hacimsel su içeriği (θ) dağılımının yüksek çözünürlükle yeniden yapılandırılması amacıyla, FWI yönteminin uygulanmasını sunmaktadır. Ters çözüm modeli, Sébastien Lambot tarafından geliştirilen ve anten sisteminin içsel yansıma, iletim ve geri yansıma katsayılarını dikkate alan teorik anten karakterizasyon modeline dayanmaktadır. Geniş alan uygulamalarından farklı olarak, bu çalışmada yöntem küçük ölçekli ve yüksek hassasiyetli bir ortamda, değerlendirilmiştir. Deney düzeneği, çapı 54 cm ve derinliği 8 cm olan silindirik bir kap içerisinde yer alan iki ayrı kendi içinde homojen toprak bölgesinden oluşmaktadır: (1) merkeze yerleştirilen, saddece kumdan oluşan nemli bölge (14 cm çapında), (2) çevresini saran, orta derecede nemli kumlu toprak. Ölçümler LiteVNA64 cihazına bağlı log-periyodik anten ile, toprak yüzeyinden 10 cm yüksekte gerçekleştirilmiştir. 2500–2737 MHz frekans aralığında alınan 𝑆11 verileri, hava ve su üzerindeki referans ölçümleri temel alınarak Lambot modeline göre karakterize edilmiştir. Zamana dönüştürülen ölçüm verileri, farklı dielektrik permitivite değerleri için önceden hesaplanmış teorik Gₓₓ(t) yanıtlarını içeren Look-Up Table (LUT) ile karşılaştırılmıştır. En düşük hata (misfit) ile eşleşen değer belirlenmiş ve Topp (1980) modeli kullanılarak hacimsel su içeriğine dönüştürülmüştür. Elde edilen dielektrik permitivite ve volumetrik su içeriği haritaları Gaussian filtreleme ile yumuşatılmış ve yüzeydeki nem dağılımını yüksek çözünürlükle ortaya koymuştur. Bu sonuçlar, Lambot'un teorik modeli ve LUT destekli FWI yönteminin, küçük ölçekli ve sınırlı alanlarda gerçekleştirilen toprak nemi analizlerinde etkin, hızlı ve güvenilir bir yaklaşım sunduğunu ortaya koymaktadır. | |
| dc.description.abstract | This study presents the application of the Full Waveform Inversion (FWI) method for highresolution reconstruction of dielectric permittivity (εr) and volumetric water content (θ) distributions within homogeneous soil regions prepared in a controlled laboratory environment. The inversion model is based on the theoretical antenna characterization model developed by Sébastien Lambot, which accounts for internal reflection, transmission, and backscattering coefficients of the antenna system. In contrast to largescale field applications, this study evaluates the method within a small-scale, high-precision environment. The experimental setup consists of two distinct homogeneous soil regions contained in a cylindrical container with a diameter of 54 cm and a depth of 8 cm: (1) a moist central region composed solely of sand (14 cm diameter), and (2) a moderately moist sandy soil surrounding this central region. Measurements were performed using a log-periodic antenna connected to a LiteVNA64 device, positioned 10 cm above the soil surface. 𝑆11 data collected within the frequency range of 2500–2737 MHz were characterized according to Lambot's model, based on reference measurements conducted over air and water. Time-converted measurement data were compared against a Look-Up Table (LUT) containing theoretical Gₓₓ(t) responses pre-calculated for varying dielectric permittivity values. The value with the lowest misfit error was selected and subsequently converted into volumetric water content using Topp's (1980) model. The resulting dielectric permittivity and volumetric water content maps were smoothed using Gaussian filtering, providing high-resolution insights into surface moisture distribution. These results demonstrate that Lambot's theoretical model and the LUT-supported FWI method offer an effective, rapid, and reliable approach for soil moisture analysis in small-scale and confined environments. | |
| dc.identifier.citation | Yalvaç, Ş. (2025). Yere nüfuz eden radar ile toprak nem haritalaması. (Yayımlanmamış yüksek lisans tezi). Necmettin Erbakan Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü Mekatronik Mühendisliği Anabilim Dalı, Konya. | |
| dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/20.500.12452/19575 | |
| dc.language.iso | tr | |
| dc.publisher | Necmettin Erbakan Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü | |
| dc.relation.publicationcategory | Tez | |
| dc.rights | info:eu-repo/semantics/openAccess | |
| dc.subject | FWI | |
| dc.subject | Toprak Nemi | |
| dc.subject | VNA | |
| dc.subject | YNR | |
| dc.subject | Soil Moisture | |
| dc.subject | GPR | |
| dc.title | Yere nüfuz eden radar ile toprak nem haritalaması | |
| dc.title.alternative | Soil moisture mapping using ground penetrating radar | |
| dc.type | Master Thesis |
