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| Book/Bachelor Thesis | FZJ-2024-06259 |
2024
Forschungszentrum Jülich GmbH Zentralbibliothek, Verlag
Jülich
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Please use a persistent id in citations: doi:10.34734/FZJ-2024-06259
Report No.: 4447
Abstract: Die Untersuchung der Bodeneigenschaften spielt eine entscheidende Rolle in der Agrarwirtschaft, da sie essenzielle Informationen über den Mineral- und Wassergehalt des Bodens liefert. Diese Informationen sind besonders wertvoll für die Optimierung von Düngemittel- und Bewässerungsstrategien und tragen dazu bei, den steigenden Nahrungsmittelbedarf effizient zu decken. Da Messverfahren wie das Entnehmen von Bodenproben kosten- und zeitaufwändig sind, werden immer häufiger nicht-invasive Messmethoden zur Bodenanalyse eingesetzt. Diese Bachelorarbeit ist im SELMA-Projekt angesiedelt, das sich mit der Entwicklung von einem mobilen nicht-invasiven Messinstrument zur Bestimmung der elektromagnetischen Leitfähigkeit des Bodens beschäftigt. Die durch das Messsystem Selma gesammelten Daten werden zunächst in Echtzeit erfasst und ohne eine vorherige Sortierung gespeichert. Für die weitere Verarbeitung und Analyse der Daten wird eine in C++ programmierte Software, der „Decoder“, verwendet. Derzeit erfolgt die Auswertung dieser Daten und das Erstellen von Grafiken und Diagrammen mittels Matlab. Zukünftig geplant ist jedoch die Umstellung der Datenverarbeitung und -analyse auf Python, da es eine weit verbreitete Sprache in der wissenschaftlichen Gemeinschaft ist. Die zentrale Aufgabe besteht darin, Python-Bindings für die bestehende C++-Software zu entwickeln. Dadurch kann Python direkten Zugriff auf die C++-Datenverarbeitung erhalten, ohne dass der Decoder übersetzt werden muss, denn das wäre mit erheblichem Zeit- und Arbeitsaufwand verbunden und könnte zu einem Leistungsverlust führen. Weiterhin soll ein Vergleich verschiedener Methoden zur Erstellung von Python-Bindings, zum Beispiel Pybind11, Ctypes und CFFI erfolgen. Die Analyse dieser Bibliotheken beinhaltet Bewertungen in Bezug auf Benutzerfreundlichkeit, Speichermanagement, Dokumentation, Effizienz und Implementierungsaufwand. Ein Benchmarking dieser Bibliotheken wird ebenfalls durchgeführt. Die Arbeit schließt mit einem umfassenden Vergleich, einem Résumé der Ergebnisse und Erkenntnisse und einem Ausblick ab.
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