تصویربرداری با اشعه ایکس از ساختار متخلخل خاک ۲۰۲۲
X-ray Imaging of the Soil Porous Architecture 2022

ظهور توموگرافی کامپیوتری اشعه ایکس (CT) به عنوان ابزاری برای علوم خاک، حدود 40 سال پیش، انقلابی در این زمینه ایجاد کرد. خاک لایه نازک و شکننده ای از مواد است که روی لایه های زمین شناسی وجود دارد و بخش عظیمی از حیات روی زمین به آن وابسته است. با این حال، یک محدودیت اساسی در درک ما از نحوه رفتار و عملکرد خاک ها، ساختار پیچیده و غیرشفاف آن ها است که مانع از ارزیابی معماری متخلخل آن ها بدون ایجاد اختلال می شود. تصویربرداری با اشعه ایکس این امکان را فراهم کرده است که خاک را به طور واقعی در سه بعد و در مقیاس های مکانی و زمانی متفاوت در مزرعه و به صورت دست نخورده مشاهده کنیم.

این کتاب یک مرور جامع از “آخرین دستاوردها” را در زمینه های کاربردی مختلف که در آن از این نوع تصویربرداری استفاده می شود، از جمله فیزیک آب خاک و هیدرولوژی، مدیریت زراعی خاک ها و تعاملات خاک-گیاه-میکروب ارائه می دهد. این کتاب جزئیات لازم را برای خوانندگان مبتدی در زمینه های حیاتی آماده سازی نمونه، بهینه سازی اسکنر و پردازش و تجزیه و تحلیل تصویر فراهم می کند.

این کتاب با بهره گیری از تخصص متخصصان در سراسر جهان، از دانشگاه و صنعت، “بایدها و نبایدها”ی لازم را پوشش می دهد، اما بینش هایی را نیز در مورد آینده فناوری و علم ارائه می دهد. کاربرد گسترده تر این کتاب از طریق فصل های اختصاصی در مورد نحوه ادغام داده های حاصل از این نوع تصویربرداری در مدل ها و نحوه اتصال این فناوری با سایر کاربردهای فنی مرتبط ارائه می شود.

این کتاب با چشم اندازی به آینده از سوی چهار ویراستار به پایان می رسد، که هر کدام بیش از 20 سال تجربه در کاربرد سی تی اشعه ایکس در علم خاک دارند.

The advent of X-ray Computed Tomography (CT) as a tool for the soil sciences almost 40 years ago has revolutionised the field. Soil is the fragile, thin layer of material that exists above earth’s geological substrates upon which so much of life on earth depends. However a major limitation to our understanding of how soils behave and function is due to its complex, opaque structure that hinders our ability to assess its porous architecture without disturbance. X-ray imagery has facilitated the ability to truly observe soil as it exists in three dimensions and across contrasting spatial and temporal scales in the field in an undisturbed fashion.

This book gives a comprehensive overview of the “state of the art” in a variety of application areas where this type of imaging is used, including soil water physics and hydrology, agronomic management of soils, and soil-plant-microbe interactions. It provides the necessary details for entry level readers in the crucial areas of sample preparation, scanner optimisation and image processing and analysis.
Drawing on experts across the globe, from both academia and industry, the book covers the necessary “dos and don’ts”, but also offers insights into the future of both technology and science. The wider application of the book is provided by dedicated chapters on how the data from such imagery can be incorporated into models and how the technology can be interfaced with other relevant technical applications.

The book ends with a future outlook from the four editors, each of whom has over 20 years of experience in the application of X-ray CT to soil science.