Uzaktan algılama, gelişen bir disiplin olarak, belirli bir mesafeden yer yüzeyindeki objelerin ölçümü ve gözlenmesinde temel bir araçtır. Oldukça geniş konumsal, zamansal, radyometrik ve spektral çözünürlük aralıklarında, farklı platformlardan kullanılan çeşitli sensörler ile uzaktan algılanmış verinin mevcudiyeti, uzaktan algılamayı büyük ölçekli çalışma ve uygulamalarda en iyi/uygun veri kaynağı yapmaktadır. Günümüzde uzaktan algılama ve Coğrafi Bilgi Sistemleri (CBS), konumsal bilgi içeren pek çok çalışma alanında olduğu gibi doğal afet çalışmalarında da vazgeçilmez araçlar haline gelmiştir. Doğal afetler artan nüfusa ve çevresel bozulmalara bağlı olarak özellikle zor topoğrafik ve klimatik koşulların hâkim olduğu dağlık alanlarda daha sık meydana gelmekte ve ciddi boyutlarda can kayıpları ile maddi hasarlara ve ekonomik kayıplara sebep olmaktadırlar. Bu durum doğal afetlerin oluşumunun önlenmesi veya zararlarının minimize edilmesi konusunda kamu otoritelerini çeşitli projelerin yapılmasına zorlamaktadır. Buna bağlı olarak doğal afet konularında devam eden akademik çalışmalarda da son dönemlerde özellikle modern uzaktan algılama tekniklerinin kullanımının önem kazandığı görülmektedir. Doğal afet çalışmalarında modern uzaktan algılama teknolojisi kullanımının nispeten yeni olup özellikle son yıllarda yoğunlaşmaya başladığı gözlenmektedir.
Afet önleme ve zararlarını azaltma amaçlı yürütülen proje ve uygulamalarda öncelikle afetlere ilişkin düzenli ve kapsamlı bir envanterin mevcut olması gerekmektedir. Daha sonraki çalışmalar kapsamında ise oluşturulan envanter altlık olarak kullanılarak,
meydana gelebilecek hasar ve ekonomik kayıpların tespitinde ve alınacak aktif/pasif önlemlerin belirlenerek, gerekli mühendislik yapılarının dizaynına yönelik tehlike/risk değerlendirme ve bölgeleme haritalarının üretilmesi işlemi gerçekleştirilmektedir. Bu kapsamda genel olarak arazi çalışmaları ile yersel topoğrafik ölçümler yapılarak afete ilişkin topoğrafik veri alımı klasik yöntem olarak gerçekleştirilmektedir. Ancak klasik yöntemler ile veri toplama süreci özellikle afetlerin dağlık alanlar gibi zor topoğrafik arazilerde yer alması ve çalışmanın büyük alanlarda yapılması durumunda oldukça zor, pahalı, zaman alıcı olmakta ve yoğun iş gücü gerektirmektedir. Uzaktan algılama teknikleri sayesinde ise bu eksikliklerin giderilmesi mümkün olabilmektedir. Uzaktan algılama verileri, doğal afetlerden doğan etkilerin ve bu afetlerin şiddetlerinin hızlı şekilde değerlendirilmesi, potansiyel afetlere karşı erken uyarıda afetin en çok etkilediği alanların hızlı şekilde belirlenmesi, afet öncesi çalışmalarda tesislerin planlanması, kriz boyunca kurtarma ve tahliye çalışmalarının planlanması, afet sonrası iyileştirme ve inşa çalışmalarının izlenmesi, doğru altlık haritaların oluşturulması ve güncellenmesi gibi çalışmalarda kullanılabilmektedir. Bu nedenlerden dolayı verilerin hem afetten önce alınması hem de afetten hemen sonra alınarak güncellenmesi gerekmektedir.
Türkiye’de uzaktan algılama teknikleri daha ziyade tarım, ormancılık, çevre, arazi kullanımı, jeoloji, jeodezi ve fotogrametri gibi birçok alanda kullanılmaktadır. Özellikle pasif uzaktan algılama yöntemi olan optik uydu görüntüleri ve Harita Genel Müdürlüğü (HGM) (eski adıyla Harita Genel Komutanlığı, HGK) tarafından uzun yıllardır alınan analog ve sayısal hava fotoğrafları bu kapsamda yaygın şekilde CBS ve konumsal karar destek programları ile bütünleşik olarak kullanılmaktadır. Ancak doğal afetlerde uzaktan algılama kullanımının diğer kullanım alanlarına kıyasla daha yeni ve kısıtlı kullanımı söz konusudur. Bundan dolayı Türkiye’de akademik olarak da doğal afetler ve doğal afetlerde modern uzaktan algılama tekniklerinin kullanımı konusu son dönemlerde önem kazanmaktadır. Özellikle aktif uzaktan algılama sistemi olan radar görüntüleri (SAR, InSAR gibi) ve lazer tarama sistemleri gibi gelişmiş teknikler ile İHA sistemleri gibi çeşitli hava araçları ile alınan veriler ile birlikte stereoskopik uydu görüntülerinin kullanıldığı sayısal fotogrametri yöntemlerinin kullanımı son zamanlarda doğal afet analizlerinde gittikçe artmaktadır. Ancak, özellikle jeolojik, klimatolojik ve topoğrafik özellikleri nedeniyle doğal afetlerin sık gözlendiği bir ülke olan Türkiye’de bu kapsamda gerçekleştirilen çalışmaların yeterli sayıda olmadığı gözlenmektedir. Doğal afetlerde modern uzaktan algılama tekniklerinin kullanım imkânlarının gerçekleştirilen
uygulamalar ile birlikte değerlendirilmesi hedeflenen bu tez çalışmasının amaçları;
Modern uzaktan algılama çalışmalarında kullanılan yeni tekniklerin ulusal ve uluslararası bilimsel literatürde detaylı bir derleme çalışması yapılarak özellikle son dönemlerde ortaya çıkan gelişmeler ile birlikte araştırılması,
Bu uzaktan algılama tekniklerinin doğal afet problemlerinde kullanım olanaklarının, veri temini imkânlarının, çalışma konusuna ve amacına bağlı olarak veri alım sıklığının ve veri standartlarının taşıması gereken özelliklerini, kullanılan tekniğin avantaj ve dezavantajları ile birlikte önemli kısıtlarının değerlendirilmesi,
Doğal afetlere ilişkin, çalışılan doğal afet türüne ve gerçekleştirilen çalışmanın amacına bağlı olarak, temin edilebilen verilerle birlikte hem veri ön işleme aşamasında hem de amaçlar doğrultusunda kullanımları aşamasında hangi yöntemlerin ve yazılımların kullanılabildiğinin değerlendirilmesi
Doğal afetlere ilişkin, çalışılan doğal afet türüne ve gerçekleştirilen çalışmanın amacına bağlı olarak, birden fazla uzaktan algılama tekniğinin birlikte kullanım imkânlarının ortaya konulması şeklindedir.
Tez çalışmasında modern uzaktan algılama teknikleri kapsamında İHA sistemleri, lazer tarayıcı sistemler (hava ve yersel), SAR interferometri ve optik hava fotogrametrisi teknikleri, erişilebilen verilerle birlikte yine izin ve imkânlar dâhilinde gerçekleştirilebilen saha çalışmalarına bağlı olarak, heyelan ve kar/çığ çalışmalarına yönelik olarak kullanılmıştır. Gerçekleştirilen uygulamalar özelinde ise tez kapsamında yapılan işler ve bu işlere ilişkin alt amaçlar aşağıdaki gibidir:
Gerçekleştirilen İHA uçuşları ile elde edilen verilerden üretilen yüksek çözünürlüklü DEM ve ortofoto kullanarak heyelan izleme
o İHA ile veri alımı, veri işleme süreçlerinin ve bu verilerle heyelan izleme yöntemlerinin değerlendirilmesi (DEM farkları, M3C2 algoritması) o İHA tabanlı yüksek çözünürlüklü verilerin yüksek doğruluk ve
çözünürlüklü hava lazer tarama (LIDAR) verisi ile birlikte kullanım imkânlarının değerlendirilmesi
Temin edilen hava lazer tarama (LIDAR) verileri ile heyelan deformasyonlarının ve yerdeğiştirme alanlarının haritalanması
o Heyelan deformasyonlarının haritalanmasında LIDAR verileri ile kullanılabilen yöntemlerin değerlendirilmesi ve gelişmiş bir nokta bulutu karşılaştırma yöntemi olan M3C2 algoritmasının kullanımı imkânlarının değerlendirilmesi
o Heyelan kaynaklı yerdeğiştirmelerin sayısal görüntü korelasyon yöntemleri ile ortaya konulması ve haritalanması imkanlarının değerlendirilmesi
SAR interferometri (InSAR) zaman serileri analizleri yöntemlerinden PSI (Persistent Scatterers Interferometry) ve SBAS (Small Baseline Subset) yöntemleri ile heyelan deformasyonlarının izlenmesi
o Yüzey deformasyonlarının belirlenmesinde modern bir uzaktan algılama tekniği olan InSAR zaman serileri analizlerinden PSI yöntemi ile uzun dönemli heyelan kaynaklı deformasyonların haritalanması, optik hava fotogrametrisi ve İHA verileri ile birlikte kullanım olanaklarının değerlendirilmesi
o InSAR zaman serileri analizlerinden PSI ve SBAS yöntemleri kullanılarak açık maden işletmeciliği faaliyeti sonucu tetiklenen heyelan alanında yüzey deformasyonlarının haritalanması ve İHA verisi ile birlikte kullanımı olanaklarının değerlendirilmesi
İHA ve TLS verisi zaman serileri kullanılarak kar örtüsü haritalama ve kar örtüsü erimesinin izlenmesi
o Kar/çığ çalışmaları açısından önemli bir parametre olan kar derinlik bilgisinin elde edilebilmesi ve kar örtüsünün haritalanması kapsamında modern ve gelişmiş bir uzaktan algılama tekniği olan ve bu kapsamda yaygın şekilde kullanılmaya başlanan İHA ve TLS verilerinin birlikte kullanımı ile kar derinlik haritalama ve kar erimesinin izlenmesi, yöntemlerinin ortaya konulması, kullanılan tekniklerin birbirine olan üstünlük ve kısıtlarının değerlendirilerek bu alanda ilk örnek uygulama çalışmanın gerçekleştirilmesi
.