TÜBİTAK-MAM’DA 1991-2001 DÖNEMİNDE YAPILAN UZAKTAN ALGILAMA VE CBS ÇALIŞMALARI
Hülya YILDIRIM1,2, Mehmet Emin ÖZEL2,3
Öz: TUBITAK-MAM Uzay Bilimleri ve Uzay Teknolojileri Bölümleri ve takip eden Uzay Teknolojileri Grubu’nun çalışmalarını sürdürdüğü 1991-2001 yılları arasında başlatılıp sonuçlandırılan ve çeşitli düzeylerde uygulamaya geçirilen projelerden uzaktan algılama ve Coğrafi Bilgi Sistemleri (CBS) teknolojileri kullanılarak yürütülen ve yazarların koordinatör ve yürütücü olarak görev aldıkları dış destekli projeler kısaca tanıtılacaktır.
Bunlardan ilimiz ile doğrudan ilgisi nedeniyle, 1999 Marmara Depremi sonrasında gerçekleştirilmiş olan ‘Kocaeli İlinde Deprem Açısından Güvenli Yerleşim Alanlarının Belirlenmesi’ projesi ve sonuçları daha ayrıntılı olarak özetlenecektir. Bu proje sonuçlarının güncelliğini sürdürmesi göz önüne alınarak, günümüzdeki uygulama potansiyeli ile ilgili genel değerlendirmeler yapılacaktır.
Anahtar Kelimeler: Uydularla Uzaktan Algılama, Görüntü İşleme, Uydu Verileri, CBS, Marmara Depremi 1. Giriş
1990 yılında Uzay Bilim ve Teknolojileri Komitesi (UBİTEK)’in projelerini yürütmek üzere TÜBİTAK MAM’da kurulan Uzay Bilimleri Bölümü, çalışmalarını Uzaktan Algılama, Uzay Elektroniği ve Uzay Bilimleri konularında yoğunlaştırmıştır. Uzaktan Algılama Grubu TÜBİTAK MAM Elektronik Bölümü bünyesinde 1976’lardan beri olan birikimi de kendi bünyesine alarak çalışmalarına başlamıştır. Bölüm bünyesinde, bir Uzaktan Algılama ve Görüntü İşleme Laboratuarı (UZALGİL) kurulmuştur. Bunun yanında (1)Türkiye Uydu Görüntüleri Arşivi (TUGA) ve (2) Marmara (Düşük Çözünürlüklü Uydular için) Yer İstasyonu kurularak hizmete sokulmuştur. Arşivde 250 kadar LANDSAT, SPOT, IRS, NOAA, METEOSAT, ERS1 ve ERS2 ve diğer uydulardan alınan Türkiye görüntüleri bulunmaktaydı. Uydu Yer İstasyonu ise, günde bir kaç kez ve Gebze merkezli 2500 km yarıçaplı bölgeden ulaşılan Amerikan NOAA uyduları görüntülerini alarak arşivleyebilmekteydi.
Bu bağlamda, UZALGIL ve diğer olanaklar kullanılarak, 1991-2001 yılları aralığında 10 adet uydu görüntüleri ve Coğrafi Bilgi Sistemleri (CBS) teknolojileri içeren projeler, dış destekli olarak yürütülmüştür. Bu çerçevede gerçekleştirilen projelerin mali değeri yaklaşık 2 Milyon $ civarındadır. Bu projeler yaklaşık tarih sırasıyla aşağıdaki şekilde sıralanabilir (Proje sahibi kurumlar parantez içinde verilmişlerdir).
1- TÜRBÜT, Türkiye Buğday Ekim Alanları Tahmini, (DPT/UBITEK), 2- Dalaman Havzasında Uydularla Erozyon Belirleme (TEMA), 3- Yeşilırmak Havzası İlleri Coğrafi Bilgi Sistemi (Yeşilırmak Havzası İlleri Hizmet Birliği, YİB), 4- Samsun İlinde Agro-Ekolojik Zonlama (YİB), 5- Doğu Anadolu Mikro Havzalarında Rehabilitasyon Çalışmalarının Takibi (Orman Bak. Ağaçlandırma Gen Müd.), 6- Gebze’de Uzun Dönemli Arazi Örtüsü/Arazi Kullanımı Değişimi Takibi (Gebze Kaymakamlığı), 7- Kocaeli Yarımadas’ında Ekolojik Dengenin Takibi 8- Kocaeli İlinde Marmara Depremi Sonrası Hasar ve Durum Değerlendirmesi (Kocaeli Valiliği), 9- Kocaeli Coğrafi Bilgi Sistemi Çerçevesinde Yerleşime Uygun Alanların Belirlenmesi (Kocaeli Valiliği), 10- Bolu Coğrafi Bilgi Sisteminin Kurulması ve Yerleşime Uygun Alanların Belirlenmesi(Bolu Valiliği). Bu projelerin yapıldığı iller Şekil-1’de, yukarıdaki sıra numarasıyla gösterilmektedir.
1 Çanakkale Onsekiz Mart Üniv. (ÇOMÜ) Bilgisayar Müh. Böl., Çanakkale
Şekil-1. Yürütülen Projelerin Gerçekleştirildiği İller. (Rakamlar, metinde geçen sıra ile projeleri bildirmektedir.) 2. Projeler Hakkında Özet Bilgiler
2.1 TÜRBÜT (1991-1993)
Güneydoğu Anadolu, Çukurova, İç Anadolu ve Trakya’da seçilen 7 ilde, buğday gelişim takvimine uygun dönemlerde alınan uydu görüntüleri temel alınarak yapılan bu çalışmada buğday ekim alanlarının belirlenmesi hedeflenmiştir. Ankara Üniv. Ziraat Fak., Çukurova Üniv. Ziraat Fak., İşlem Ltd Şirketi, İstanbul Teknik Üniv.
Fotogrametri Jeodezi Bölümü ve MAM Uzay Bil. Böl’nün UBITEK kordinasyonunda, Tarım Bak ve DIE’nin de katkıları ile yürütülen çalışmada uzaktan algılanma ile elde edilen ekim alanlarının, Tarım Bakanlığı tahminlerinden
%20 oranında daha düşük çıktığı gözlenmiştir. Daha sona DIE benzer bir çalışmayı operasyonel olarak yürütmeyi üstlenmiştir,(Yıldırım, et al, 1996).
2.2 Dalaman Havzası Erozyon Projesi (1994-1996)
Türkiye Erozyonla Mücadele Vakfı (TEMA) sponsorluğunda yürütülen bu projede, Dalaman Irmağı havzası topraklarında erozyon durumu ve oluşumu, güncel uydu görüntüleri ve diğer kaynaklar birlikteliğinde hazırlanan bir coğrafi bilgi sistemi yardımı ile 3 farklı yöntemle incelenmiştir,(Özel, et al, 1997). Bu incelemelerde erozyonun güncel durumu, erozyon rsiki dağılımı ve toprak kaybı miktarı belirlenmiştir. Köy Hizmetleri Genel Müd. Ankara Araştırma Merkezi’nin ortaklığı ile yürütülen proje sonunda bu havzada alnacak rehabilitasyon tedbirleri ve önlemler belirlenmiştir. (Şekil 2, 3).
. Şekil 2. Dalaman Irmağının SEKA Kağıt Fabrikası Havuzları Civarından Geçtiği Bölgenin 3 Boyutlu Görüntüsü
Şekil 3. Dalaman Havzasında Alınacak Rehablitasyon Önlemleri Haritasi 2.3 Yeşilırmak Havzası İlleri CBS Altyapısı (1997-2000)
Projenin amacı, Yeşilirmak havzasındaki 5 ilimizin (Amasya, Çorum, Tokat, Samsun and Yozgat) güncel uydu görüntüleri ve diğer veriler kullanımı ile CBS altyapısının kurulması ve bu illerin fiziksel planlama çalışmaları hazırlıklarına başlanmasıdır.Bu illere ait toprak ve iklim bilgileri yanında topografik yapı, yollar, idari sınırlar, yerleşimler, arazi örtüsü ve arazi kullanımı gibi bilgi katmanları, sorgulanabilir bir ortamda yönetim ve planlama için kullanılabilir şekilde düzenlenmiştir. Bu illerde sistemi kullanılabilecek Valilik Proje Ofisleri de projenin bir parçası olarak hayata geçirilmişlerdir (Özel, et al, 1999).
Şekil 4. Yeşilırmak Projesi 5 İli; Amasya, Çorum, Tokat, Samsun, Yozgat 2.4 Agro-Ekolojik Zonlama (1998)
Yeşilırmak Havzası CBS (YCBS) veri tabanları, bazı illerde bitki yetiştiriciliğine uygun alanların belirlenmesi (agro ekolojik zonlama) çalışmasında kullanılmıştır. Bu çalışmada, Samsun Karadeniz Tarımsal Araştırma Enstitüsü ile birlikte çalışılmış ve bu çalışma Samsun ve Tokat illeri için tamamlanmıştır.
2.5 Doğu Anadolu Mikrohavzalarında Rehabilitasyon Takibi (1997-1999)
Tarım ve Orman Bakanlığı ile Dünya Bankası birlikteliğinde yürütülmekte olan Doğu Anadolu Su Havzaları Gelişim Projesi çerçevesinde Malatya ilimizde yürütülen bu projede ‘mikro havzalarda yapılan rehabiltasyon çalışmalarının uzaktan algılama yöntemleri ile takibi’ amaçlanmıştır. Havzada yaşıyanların doğrudan katılımını içeren projede, yörede sağlanan fiziksel gelişmelerin değerlendirilmesi yanında, bölgede yetiştirilebilecek ürünler için en uygun alanların, kurulan CBS yardımı ile belirlenmesi gibi örnek çalışmalar da gerçekleştirilmiştir, (Yıldırım, et al, 1999).
2.6 Kocaeli Yarımadas’ında Ekolojik Dengenin Takibi (1998-2001)
Turkiye’de Kocaeli Yarımadası’nda çok hızlı endüstirileşme ile oluşan sorunların uydu verileri ve CBS teknolojisi ile anlaşılması ve araştırılması bu çalışmanın temelini oluşturmuştur. Kontrol dışı endüstirileşme, bu nedenle oluşan hızlı şehirleşme ve aşırı nüfus artışının, ekoloji ve doğal bitki dokusuna etkileri, yarattiği sorunlar bakımından uluslararası ilgi odağında bir konudur. Çalışma Göttingen Üniversitesi-Orman Fakültesi Uzaktan Algılama Birimi ile TÜBİTAK- MAM Uzay Teknolojileri Uzaktan Algılama Grubu arasında ortak bir proje olarak gerçekleştirilmiştir. Bir Alman, bir Türk öğrencinin yüksek lisans tezi aldığı, çeşitli zamanlarda karşılıklı bilim insanı değişimlerinin gerçekleştirildiği projede Alman-DFG ve TÜBİTAK tarafından desteklenmiştir, (Yıldırım, et al, 1995).
2.7 Gebze’de Uzun Dönemli Arazi Örtüsü/Arazi Kullanımı Değişimi Takibi (1999)
Büyük ölçüde Kocaeli Valiliği CBS verilerini temel alan veri katmanları üzerinde, Gebze Kaymakanlığının istediği ilave veriler üretilmiş ve Gebze ilçesi sınırları içinde bir kısım analizler gerçekleştirilmiştir.
2.8 Marmara Depremi Hasar Değerlendirmesi (Ağustos 1999)
17 Ağustos 1999’daki Marmara Depremi sonrasında, Kocaeli Valiliği için, deprem alanlarının ilk hasar değerlendirmesini de içeren bu çalışma, uydu görüntülerinin afet çalışmalarındaki potansiyelini ortaya koymuştur. Bu çalışma sonrasında Valilik, Kocaelin ili CBS ‘nin kurulması için çalışmalara başlanmasını istemiştir, (Yıldırım, et al, 1999).
2.9 Kocaeli ili CBS Altyapısı ve Deprem Açısından Yerleşime Uygun Alanların Belirlenmesi (1999-2000)
Deprem sonrasında Kocaeli ili için hızlı bir çalışma gerçekleştirilmiş ve toprak bilgileri, iklim, uydu görüntüleri, idari yapı, topoğrafik yapı (arazi yükseklik modeli)yanı sıra MTA’dan sağlanan deprem fayları ve il jeolojisi bilgileri de veri tabanına eklenmiştir. Bu kapsamlı CBS ile, il içinde depreme uygun yerleşim alanlarının belirlenmesi yapılmıştır.
Bu cümleden olmak üzere, İzmit civarında yapımı kararlaştırılan Toplu Konutlar için seçilen alanların aynı yöntemlerle bir değerlendirilmesi yapılarak sonuç rapor Valiliğe sunulmuştur. Kocaeli İli CBS’nin şematik yapısı, mevcut bazı katmanlar aracılığı ile, Şekil 4’te gösterilmektedir. Elde edilen deprem açısından güvenli alanlara ait sonuç harita Şekil 5’te, yerleşime uygun alanların Kocaeli ilçeleri itibariyle dağılımı Tablo 1’de verilmiştir. Deprem açısından yerleşime uygunluk analizinde göz önüne alınan kriterler ise Tablo-2’de verilmektedir. Daha ayrıntıda Kandıra civarında yerleşime uygunluk haritasından bir bölüm Şekil 6’da verilmektedir, (Yıldırım,et al, 2001;Özel, et al, 1999).
Tablo-1. Kocaeli Ili Içinde Deprem Açısından Güvenli Yeni Yerleşim Alanlarını Belirleme Analizi Tablo 1.a- POTANSİYEL Yerleşime Uygunluk Kriterlerinin Ilçeler Temelindeki Dağılımı.
İlçeler
Merkez Gebze Gölcük Kandıra Karamürsel Körfez Toplam Kriter
Sınıfları
103 ha % 103 ha
% 103 ha
% 103 ha % 103 ha
% 103 ha
% 103 ha
% Sınıf 1 :
En yüksek riskli alanlar – Yerleşime uygun değil
17.8 14.7 0.8 1.4 3.1 13.8 0.0 0.0 2.0 8.3 1.6 4.9 25.3 7.4
Sınıf 2 : Yüksek riskli alanlar - Yerleşime sınırlı uygunluk
29.4 24.3 3.8 6.2 5.8 25.8 1.8 2.2 9.6 39.7 4.1 12.6 54.5 15.9
Sınıf 3 : Önlemli yerleşim alanları - Gerekli önlemlere dikkat edilmeli
46.2 38.1 13.0 21.5 11.8 52.4 13.3 16.2 11.8 48.7 13.3 40.8 109.4 31.8
Sınıf 4 : Yerleşime uygun alanlar
25.3 20.9 35.8 58.1 1.8 8.0 56.3 68.6 0.8 3.3 10.8 33.1 130.8 38.0
Sınıf 5 : Yerleşim için en güvenli ve uygun alanlar
2.4 2.0 7.8 12.8 - 0.0 10.7 13.0 - - 2.8 8.6 23.7 6.9
TOPLAM ALAN (x103ha)
121.1 100.0 61.2 100.0 22.5 100.0 82.1 100.0 24.2 100.0 32.6 100.0 343.7 100.0
Tablo 1.b- GERÇEK Yerleşime uygunluk kriterlerinin ilçeler temelindeki dağılımı
İlçeler
Merkez Gebze Gölcük Kandıra Karamürsel Körfez Toplam Kriter Sınıfları 1
03
h a
% 103 ha
% 103 ha
% 103 ha
% 103 ha
% 103 ha
% 103 ha %
Sınıf 1 : En yüksek riskli alanlar – Yerleşime uygun değil
1 7.
8
14.7 0.8 1.4 3.1 13.8 0.0 0.0 2.0 8.3 1.6 4.9 25.3 7.4
Sınıf 2 : Yüksek riskli alanlar – Yerleşime sı- nırlı uygunluk
2 9.
4
24.3 3.8 6.2 5.8 25.8 1.8 2.2 9.6 39.7 4.1 12.6 54.5 15.9
Sınıf 3 : Önlemli
yerleşim
alanları – Gerekli
önlemlere dikkat edilmeli
2 2.
4
18.4 10.3 16.8 2.3 10.2 10.7 13.0 6.7 27.7 7.9 24.2 60.3 17.5
Sınıf 4 : Yerleşime uygun alanlar
1 7.
1
14.2 19.9 32.5 0.1 0.4 39.3 47.9 0.3 1.2 5.4 16.6 82.1 23.9
Sınıf 5 : Yerleşim için en güvenli ve uygun alanlar
0.
1 0.1 2.6 4.2 0.0 0.0 4.4 5.4 0.0 0.0 0.3 0.9 7.4 2.1
Sınıf 3,4,5 üzerindeki Toplam orman alanları
3 4.
3
28.3 23.8 38.9 11.2 49.8 25.9 31.5 5.6 23.1 13.3 40.8 114.1 33.2
TOPLAM ALAN (x103ha)
1 2 1.
1
100.0 61.2 100.0 22.5 100.0 82.1 100.0 24.2 100.0 32.6 100.0 343.7 100.
0
Tablo-2. Deprem Açısından Yerleşime Uygunluk Analizinde Göz Önüne Alınan Kriterler Ve Kullanılan Ağırlık Değerleri
Ağırlık faktörü= 2 Ağırlıkfaktörü= 2 Ağırlıkfaktörü= 2 Ağırlıkfaktörü= 5
Arazi Kullanım Kabiliyet Sınıfı
Kuzey Anadolu FayHattı Katmanı
Diğer Faylar
Katmanı Geçmiş Sismik Etkinlik Katmanı
Jeolojik Yapı Katmanı
JEOLOJİK VE JEOLOJİK VE SİSMİK MODEL SİSMİK MODEL
TOPRAK MODELİ TOPRAK MODELİ
Yol Katmanı
YOL MODELİ YOL MODELİ
Arazi Eğim Katmanı
EĞİM MODELİ EĞİM MODELİ
Fay Hattindan uzaklik (Km)
Puan Fay Hattindan uzaklik (Km)
Puan
5 1 30 6
10 2 35 7
15 3 40 8
20 4 45 9
25 5 50 10 55 11
Fay Hattindan uzaklik (m) Puan
250 1
500 2
750 3
Deprem Yogunlugu Puan
Fazla 1
Orta 2
Az 3
Çok az Yok 4 Jeolojik Olarak
Yerlesime Uygunluk
Puan
Asiri sorunlu 1
Sorunlu 2
Az sorunlu 3
Sorunsuz 4
Arazi Kullanim Kabiliyet Siniflari Puan
1. ve 2. sinif arazi 1
3. ve 4. sinif arazi 2
4,5,6,7,8. sinif arazi 3
Yollardan Olan uzakliklar (m) Puan
Otobandan 100 m 1
Devlet ve Demiryoldan 75 m 2
Il yolundan 50 m 3
Asfalt yoldan 25 m 4
Stabilize yoldan 20 m 5
Diger alanlar 6
Egim Gruplari (%) Puan
0_15 arasi egim 1
15_30 arasi egim 2
30_45 arasi egim 3
45'den büyük egim 4
Ağırlık faktörü= 3
Ağırlık faktörü= 2
Ağırlık faktörü= 3.5
+ + +
TOPRAK MODELİ TOPRAK MODELİ
YOL MODELİ YOL MODELİ
EĞİM MODELİ EĞİM MODELİ
+ + +
POTANSİYEL YERLEŞİME POTANSİYEL YERLEŞİME UYGUNLUK KATMANI UYGUNLUK KATMANI
JEOLOJİK VE JEOLOJİK VE SİSMİK MODEL
SİSMİK MODEL POTANSİYEL YERLEŞİMEPOTANSİYEL YERLEŞİME UYGUNLUK KATMANI UYGUNLUK KATMANI
ORMAN DURUMU ORMAN DURUMU
+
SONUÇ YERLEŞİME SONUÇ YERLEŞİME UYGUNLUK KATMANI UYGUNLUK KATMANI
SU HAVZASI DURUMU SU HAVZASI DURUMU
+
2.10 Bolu İli CBS Altyapısı ve Deprem Açısından Yerleşime Uygun Alanlar(2000-2001)
Bolu Valiliğinin istemi üzerine bu ilimizde de Bolu İli Coğrafi Bilgi Sistemi (BCBS kuruluşu) gerçekleştirilmiştir.
Burada deprem açısından yerleşime uygun alular belirlemede kullanılan model Kocaeli uygulamasından elde edilen deneyime dayanılarak daha da geliştirilmiş şekilde uygulanmıştır, (Yıldırım, et al, 2001).
3. Sonuç ve Öneriler
1991-2001 arasında kapsamlı projelere imza atan başarılı uzaktan algılama ve ilgili bilgisayar teknolojileri çalışmaları, MAM’daki yönetim değişikliği sonrasında korunmak ve geliştirilmek yerine, dağıtılarak işlevini büyük ölçüde yitirmiş görünümdedir. Ülkemizin kalkınma savaşında önemli rolleri olduğunu gördüğü yoğun taleplerle de kanıtlamış olan bu teknolojilerin kullanım alanlarının giderek geliştirilmesi gereği ortadadır.
KAYNAKLAR
1. ÖZEL, M.E., DOĞAN, O., YILDIRIM, H., 1997. “Erosion Mapping of the Dalaman Watershed (Turkey): A Pilot Study for the Creation of a Nationwide Database on Erosion”, et al., Second German-Turkish Geodetic Days, Berlin, Germany.
2. ÖZEL, M.E., YILDIRIM, H., ÖZER, F., AYDÖNER, C., 1999. “Kocaeli Bilim Kurulu: Yeni Yerleşim Alanları Çalışma Grubu”, MAM UTG Proje Raporu.
3. ÖZEL, M.E., YILDIRIM, H., ÖZER, F., CORUK, E., 1999. “Kocaeli İlinde Deprem Sonrası Yeni Yerleşim Alanlarının Uzaktan Algılama ve Coğrafi Bilgi Sistemi Teknolojileri ile Belirlenmesi Proje Sonuç Raporu”, MAM Teknik Rapor.
4. ÖZEL, M.E. and YILDIRIM, H., 1999. “Development of a GIS Infrastructure Database for Yeşilırmak Watershed by RS and GIS”, 3.rd Turkish-German Joint Geodetic Days, İstanbul
5. YILDIRIM, H., 1996. Project TÜRBÜT: Grain Acreage Estimation of Turkey by Remote Sensing", TÜBİTAK, Turkish Journal of Physics, 20, 340-344.
6. YILDIRIM, H., ÖZEL, M.E., DIVAN, J., AKÇA, A., 2001. “Satellite Monitoring of Land-Cover/Land-Use Change in Gebze-Kocaeli, Over 15 Years and Its Impact on Environment”, Turkish Journal of Agriculture and Forestry, 3, 161- 169.
7. YILDIRIM, H., 1999. “Uydu Görüntüleri ile Marmara Depremine Bakış: Kocaeli İli İncelenmesi”, MAM Teknik Raporu.
8. YILDIRIM, H., 1999. ”Verification of Watershed Rehabilitation Efforts in Eastern Anatolia by Satellite Remote Sensing”. Third Turkish-German Joint Geodetic Days, İstanbul.
9. YILDIRIM, H., 2001. “Damage Assesment at Gölcük by Satellite Images after Marmara Earthquake”, 4th Int. Symp
“Turkish-German Joint Geodetic Days”, Berlin, Germany;
10. YILDIRIM, H., 2001. “Bolu İli Coğrafi Bilgi Sistemi Temel Katmanlarının Kurulması”.
