Digitale Bildanalyse zur Messung fraktaler Eigenschaften der Bodenstruktur
Digital image analysis for measuring fractal properties of soil structure
von Annette Dathe
Datum der mündl. Prüfung:2001-06-27
Erschienen:2002-08-28
Betreuer:Prof. Dr. Gerhard Gerold
Gutachter:Prof. Dr. Jürgen Niemeyer
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Name:dathe_annette.pdf
Size:31.1Mb
Format:PDF
Description:Dissertation
Zusammenfassung
Englisch
A soil consists, simplified viewed, of matrix (mineral grains) and pores. The pores are filled with water or air, and they represent an extremely complex network, which has a great importance for transport processes. This structure can be regarded as self-similar within natural limits, and its dimension can be measured. For the work presented, thin sections from the Bt-horizon of a Luvisol were prepared. Images for different magnifications and resolutions, respectively, were taken with light and scanning electron microscopy. The image analysis measurements were performed using the system KS400 (ZeissVision), which allows the application of user-defined macros. The fractal dimension of the soil-pore interface (DS) as obtained in digital images was measured with the box counting and the dilation procedure. As the fractal dimension of a line was measured within a plain, 1
Keywords: soil structure; fractal dimension; box counting; dilation; soil-pore interface; retention curve
Weitere Sprachen
Ein Boden besteht, vereinfacht betrachtet, aus
Festsubstanz (Mineralkörnern) und Poren. Die Poren
können mit Wasser oder Luft gefüllt sein und bilden ein
hochgradig vernetztes System, das für Transportprozesse
von großer Bedeutung ist. Diese Struktur kann innerhalb
natürlicher Grenzen als selbstähnlich angesehen und
ihre Dimension gemessen werden. Für die vorliegende
Arbeit wurden Dünnschliffe aus dem Bt-Horizont einer
Parabraunerde präpariert. Von ihnen wurden licht- und
rasterelektronenmikroskopische Aufnahmen mit
unterschiedlichen Vergrößerungen und Auflösungen
angefertigt. Die bildanalytischen Messungen wurden mit
dem System KS400 (ZeissVision), das die Entwicklung von
benutzerdefinierten Anwendungen erlaubt, durchgeführt.
An digitalen Bildern wurde die fraktale Dimension (DS)
der Grenzlinie zwischen Poren und Matrix mit dem
Boxcounting- und dem Dilatations-Verfahren gemessen.
Die fraktale Dimension einer Linie, gemessen in einer
Fläche, entspricht 1
Schlagwörter: Bodenstruktur; fraktale Dimension; Boxcounting; Dilatation; Grenzfläche Pore-Matrix; Retentionskurve