147
ZONGULDAK FENER BÖLGESİNİN KENTSEL DEĞİŞİMİNİN FOTOGRAMETRİ, UZAKTAN ALGILAMA VE COĞRAFİ BİLGİ SİSTEMLERİ İLE BELİRLENMESİ
Hüseyin Topan
1, Mehmet Özkaya
2, Murat Oruç
3, Serkan Karakış
41 Yrd. Doç. Dr., Jeodezi ve Fotogrametri Mühendisliği Bölümü, Zonguldak Karaelmas Üniversitesi, Zonguldak, e- posta: htopan@karaelmas.edu.tr
2 Mühendis, Jeodezi ve Fotogrametri Mühendisliği Bölümü, Zonguldak Karaelmas Üniversitesi, Zonguldak, e- posta:ozkayamehmet84@hotmail.com
3 Uzman, Jeodezi ve Fotogrametri Mühendisliği Bölümü, Zonguldak Karaelmas Üniversitesi, Zonguldak, e- posta: orucm@hotmail.com,
4 Arş. Gör., Jeodezi ve Fotogrametri Mühendisliği Bölümü, Zonguldak Karaelmas Üniversitesi, Zonguldak, e- posta:jeodezi@hotmail.com
ÖZET
Bu çalışmada, Zonguldak’ın Fener bölgesine ait 72,5 x 72,5 cm boyutlarında, sıkıştırılmış kağıt bir yüzeye yapıştırılmış ~1950 yılına ait bir hava fotoğrafının dijital görüntüleri ve 2004 yılına ait QuickBird pankromatik uydu görüntüsü yardımıyla Fener bölgesindeki son 60-70 yıla ait kentsel değişiminin incelenmesi amaçlanmıştır.
Bu amaçla dijital ortama aktarılan hava fotoğrafı ve QuickBird görüntüsü üzerinden bina ve yol gibi nesneler elle vektörleştirilmiş ve 2005 yılında hava fotogrametrisi yöntemiyle üretilen 1:1000 ölçekli vektör harita ile Coğrafi Bilgi Sistemi ortamında karşılaştırılmıştır.
1. GİRİŞ
Dünyadaki insan nüfusunun %50’sinden fazlası kentlerde yaşamaktadır ve bu kentsel alanlar dünyadaki dinamik değişimin en iyi gözlenebileceği yerlerdir (Moeller ve Blaschke, 2006). Bu değişimlerin gözlenmesi yıllar içerisinde büyüyen kentlerin planlama sorunlarına büyük çözümler getirmektedir. Klasik haritacılık yöntemleriyle belirlenmesi güç olan kentsel değişim, fotogrametri, uzaktan algılama ve CBS (Coğrafi Bilgi Sistemleri) teknolojileri ile daha rahat ve doğru şekilde belirlenebilmektedir.
Zonguldak kenti, taşkömürünün Uzun Mehmet tarafından 1829 yılında Ereğli’de bulunmasından önce küçük bir yerleşimken bu tarihten sonra büyümeye ve bölgede yaşam tarzı değişmeye başlamıştır. İlk kömür üretiminin başladığı 1855 yılından günümüze sürekli değişen Zonguldak 19 Ağustos 1899 tarihinde kaza, 13 Mayıs 1920 tarihinde mutasarrıflık, 1 Nisan 1924 tarihinde de Türkiye Cumhuriyetinin ilk ili olmuştur. Zonguldak’taki kentleşme hareketi uzun yıllar boyunca Türkiye ortalamasını üzerinde seyretmiştir. 1950-1970 yılları arasında Türkiye nüfusu % 263 artarken aynı süreçte Zonguldak nüfusu % 341 artmıştır (Zonguldak İl Yıllığı, 1973).
Zonguldak Limanı ve Fener bölgesi (günümüzün Yayla, Tepebaşı, Meşrutiyet ve Mithatpaşa mahalleri) kömür işleme, yükleme ve yönetim açısından her zaman önemli bir merkez olmuş ve bu önemini, 1937 yılında büyük çoğunlukla Fransızlar’dan satın alınarak devletleştirilen EKİ (Ereğli Kömür İşletmeleri) zamanında da korumuştur (Kalyoncu, 2002).
Taşkömürü havzasındaki tüm işletmeler (Amasra, Armutçuk, Gelik, Karadon, Kozlu ve Üzülmez) tek bir genel müdürlüğe bağlanmış ve Genel Müdürlük Binası Fener bölgesinde inşa edilmiştir.
Şekil 1. Fener bölgesindeki bazı önemli tarihi yapıların konumları
Hava Fotoğrafı QuickBird Görüntüsü Günümüz Görünümü
1. Hızlı Yükleme
Tesisleri
2. Liman Dairesi
3. Belediye İskelesi
4. TED Koleji
5. Yayla İlköğretim
Okulu
6. Yüksek Maadin Mektebi
Şekil 2. Fener bölgesindeki bazı önemli tarihi yapıların ayrıntılı görüntüsü
149
Şekil 2. Fener bölgesindeki bazı önemli tarihi yapıların ayrıntılı görüntüsü (devam ediyor).
Hava Fotoğrafı QuickBird Görüntüsü Günümüz Görünümü
7.
Demiryollarının servis yolu
8. Tepebaşı Mahalleleri arazileri
10. 28 Daire Lojmanları (Yapım yılı:
1951)
11. 24 Daire Lojmanları (Yapım yılı:
1951)
12.A tipi Misafirhane
2. KENTSEL DEĞİŞİMİN BELİRLENMESİNDE FOTOGRAMETRİ, UZAKTAN ALGILAMA VE COĞRAFİ BİLGİ SİSTEMLERİ
Kentsel değişimin belirlenmesinde kullanılacak verinin ve yöntemin büyük önemi vardır. Bina sayısı ve alanı, yol uzunluğu ve genişliği, yeşil alanların belirlenmesi, kıyı değişiminin incelenmesi vb. çalışmalarda fotogrametri ve uzaktan algılama görüntülerinin kullanımı ve işlenmesi, hız, ekonomiklik ve doğruluk bakımından büyük öneme sahiptir. Bu veriler, CBS ortamında diğer bilgilerle (mevcut haritalar, konum ve öznitelik bilgileri vb.) birleştirilerek çeşitli analizlerin yapılabilir. Aşağıda fotogrametri, uzaktan algılama ve CBS hakkında kısaca bilgi verilecektir.
2.1. Fotogrametri
Fotogrametri, görüntü yardımıyla nesneler hakkında geometrik ve semantik bilgi elde etme teknolojisidir (Konecny, 2003). Çok geniş bir kullanım alanı olan fotogrametri, haritacılık açısından yeryüzü ya da nesneler hakkında, onların konumsal bilgilerine dayanarak geometrik bilgi elde etmektir. Semantik bilgi, geometrik
olarak elde edilen bilginin tanımlanması ve sunulmasına yardımcı olmaktadır. Yeryüzüne ait fotoğraflar hava fotogrametrisi yöntemiyle, balon, uçurtma, helikopter, uçak veya uzay araçları gibi hava araçlarından; nesnelere ait fotoğraflar ise yersel fotoğraflama ve metrik ölçülendirme teknikleri ile elde edilir. Her iki yöntemde de fotoğraflar genelde metrik kameralarla fotoğraf filmi ya da CCD algılayıcılar kullanılarak sağlanır. Genellikle metrik kameraların kullanıldığı fotogrametride son yıllarda metrik olmayan (amatör) kameralar ve lazer tarama teknikleri de kullanılmaktadır.
2.2. Uzaktan algılama
Uzaktan algılama da fotogrametriye benzer olarak nesneler hakkında geometrik ve semantik bilgi elde etme yöntemidir. Fotogrametri, özellikle haritacılık gibi konuma bağlı bilgi elde edilmesinde yoğun bir şekilde kullanılırken, uzaktan algılama elli yılı aşkın ömrünün ancak son yirmi yılında bu amaçla kullanılmaktadır.
Bunun nedeni, uydu görüntülerinin bu amaca hizmet etme yeteneğindeki gelişmenin son yirmi yılda gerçekleşmesidir. Buna karşın uzaktan algılama diğer alanlarda da (çevre, ormancılık, tarım, jeoloji, okyanus bilimi vb.) oldukça geniş bir araştırma ve uygulama alanına sahiptir. Ancak konuma bağlı uygulamalar son yıllarda göz ardı edilemeyecek derecededir (Topan, 2009).
2.3. Coğrafi Bilgi Sistemleri
Genel olarak CBS, konumsal veri tabanı yönetimi için tasarlanmış yazılım ve donanım elemanlarının bir bütünü olarak tanımlanabilir (Masry ve Lee, 1988). Fotogrametri ve uzaktan algılama, görüntü temeline dayalı bilgi üreten ve işleyen sistemlerdir. Ancak görüntülerin “raster” biçimde olması nedeniyle, örneğin bina, yol, yeşil alan, sulak alan, su yapısı vb. nesnelerin sayısı ve alanı gibi analizlerin yapılması olanaksızlaşır. Bu durumda
“raster” verinin vektör veriye dönüştürülmesi gerekir. Bu işleme, genel adıyla nesne çıkarımı denilmektedir.
CBS, raster ve vektör verilerin birlikte kullanılabildiği, ilişkilendirilebildiği ve analizler yapılabildiği bir ortam sunar.
3. UYGULAMA
3.1. Kullanılan Veriler
Çalışmada dört tür veri kullanılmıştır (Özkaya, 2008). Bunlar:
1950’li yıllara ait bir hava fotoğrafı: Bu fotoğraf, HGK (Harita Genel Komutanlığı) tarafından 1940’lı yıllarda yapımına başlanan 1:25000 ölçekli haritaların üretimi için çekilmiştir ve Zonguldak Fener bölgesini kapsamaktadır. Mukavva bir yüzeye yapıştırılmış olan bu hava fotoğrafının ölçeği yaklaşık olarak 1:2100’dür ve 72.5 cm x 72.5 cm boyutlarındadır (Şekil 3). Altlık, yıllarca rutubet ve sıcaklık değişimi gibi şartlardan etkilendiğinden yıpranmış ve deforme olmuştur. Bu nedenle fotoğrafın klasik yolla (tarayıcıda taranması gibi) dijital ortama aktarılması mümkün olmamıştır. Bunun yerine dijital bir fotoğraf makinesi ile parçalar halinde görüntülenmiş; her bir parça ortogörüntü haline getirilerek birleştirilmiştir. Elle vektörleştirme işlemi bu birleştirilmiş ortogörüntü üzerinden yapılmıştır.
2004 yılına ait QuickBird pankromatik görüntüsü: 60 cm YÖA (Yer Örnekleme Aralığı) değerine sahip bu görüntüden ortogörüntü üretilmiş ve elle vektörleştirilmiştir (Şekil 3).
1:1000 ölçekli harita: 2005 yılında fotogrametrik yolla üretilmiştir (Şekil 3).
Sayısal Yükseklik Modeli: 1:1000 ölçekli haritadan üretilmiştir (Şekil 3).
3.2. Kullanılan Yöntem ve İşlem Adımları
Teknik ayrıntılara girilmeden kullanılan yöntem ve işlem adımları hakkında özetle şu bilgiler verilebilir.
a. 1950’li yıllara ait yaklaşık 1:2100 ölçekli hava fotoğrafının mukavvaya yapıştırılmış olması, mukavvanın zamanla nemden dolayı eğrilmesi ve fotoğrafın mukavvadan ayrılamaması sebebiyle b. Parçalar halindeki fotoğrafların birleştirilmesi ve görüntülerden ortogörüntü elde edilebilmesi için
görüntüler üzerinde YKN (Yer Kontrol Noktaları) belirlenmiştir (Şekil 4-b).
c. Fotoğraflar PCI Geomatica OrthoEngine yazılımında SYM de kullanılarak ortogörüntüler üretilmiş ve üretilen ortogörüntüler mozaiklenerek birleştirilmiştir (Şekil 4-c ve d).
151
d. Hava fotoğrafına ait üretilen mozaik görüntü üzerinden CAD yazılımı ile bina, yol, kıyı şeridi vb.
detaylar vektörleştirilmiştir (Şekil 4-e, Şekil 5-a). QuickBird ortogörüntüsü üzerinde de vektörleştirme işlemi yapılmıştır (Şekil 5-b).
e. Hava fotoğrafınGörüntülerden elde edilen vektör veriler birbiriyle ve 1:1000 ölçekli harita (Şekil 5-c) ile CBS ortamında karşılaştırılmıştır. Sonuçlar Çizelge 1’de sunulmuştur.
Hava fotoğrafı QuickBird görüntüsü
Vektör harita SYM
Şekil 3: Çalışmada kullanılan fotoğraf, görüntü, harita ve SYM.
a. Hava fotoğrafının çekim anı b. Fotoğrafın bir parçası üzerinde YKN dağılımı
c. Mozaikleme aşaması d.Mozaikleme işlemi sonucunda ortaya çıkan
görüntü
e. CAD ortamında vektörleştirme
Şekil 4. Hava fotoğrafından vektör harita üretiminin aşamaları.
153
a. b.
c.
Şekil 5. Vektör haritalar, a. Fotoğraftan oluşturulan mozaik görüntüden elde edilen vektör harita, b. QuickBird uydu görüntüsünden elde edilen vektör harita ve c. 1:1000 ölçekli vektör harita.
Çizelge 1. Çalışma sonucunda elde edilen adet, alan ve uzunluk bilgileri.
Hava Fotoğrafı
1950
QuickBird Görüntüsü
2004
1:1000 Ölçekli Harita
2005
Değişim Hava
Fotoğrafı – QuickBird
Hava Fotoğrafı –
1:1000
1:1000 – QuickBird
Bina Sayısı 438 1452 1548 %332 % 353 % 6
Binaların kapladığı
alan (m2) 67618.440 287781.120 268419.930 - - -
Sundurma alanı (m2)
Sundurma alanı bina alanına eklenmiştir.
Sundurma alanı bina alanına eklenmiştir.
20435.610 - - -
Bina ve sundurmaların
toplam alanı (m2) 67618.440 287781.120 288855.540 %425 % 427 % 1 Ana yolların
uzunluğu (m) 10085.800 19856.954 21372.117 %197 % 212 % 7 Patika yolların
uzunluğu (m) 16590.859 - - - - -
Spor Tesislerinin
kapladığı alan 6688.110 19956.110 20351.650 %298 % 304 % 2 Kıyı kenar
uzunluğu (m) 3540.275 5267.765 5727.530 %149 % 162 % 8
4. SONUÇ
Bu çalışmada Zonguldak’ın Fener Bölgesinin son 60-70 yılda uğradığı kentsel değişimin fotogrametri, uzaktan algılama ve CBS teknikleriyle belirlenmesine çalışılmıştır. Çizelge 1’de sunulan karşılaştırma incelendiğinde, hava fotoğrafıyla 1:1000 ölçekli vektör harita arasında büyük fark olduğu görülür. Değişimin büyük ölçüde Tepebaşı, Meşrutiyet ve Mithatpaşa Mahallelerinde olduğu görülmektedir. Yayla mahallesinin ise özellikle kuzeyindeki binalarda, yollarda ve spor alanlarında büyük bir değişim gözlenmemiştir. Günümüze kadar ulaşmış binaların tamamı Yayla mahallesinde bulunmaktadır. Yayla mahallesinin koruma altında olması, bu sonucun en önemli sebebidir.
Hava fotoğrafından, fotoğraf yüzeyindeki bazı kısımların yok olması sebebiyle sağlıklı bir kıyı sınır uzunluğu elde edilememiştir. 1:1000 ölçekli vektör haritada dalgakıranın tamamı bulunmaktayken QuickBird görüntüsünün çalışmada kullanılan kısmında dalga kıranın bir bölümü bulunmamaktadır. Bu nedenle QuickBird görüntüsünden elde edilen kıyı sınır uzunluğu ile vektör haritadaki kıyı sınır uzunluğu arasındaki farkta bu durum etkendir. Kıyı sınır uzunluğundaki değişimin belirlenmesi sırasında karşılaşılan bu sorunlar nedeni ile elde edilen uzunluklar ve buna bağlı olarak hesaplanan değerler dikkate alınmayabilir. Ancak bu durum, kullanılan tekniklerin kıyı sınırının belirlenmesinde kullanılamayacağı anlamına gelmemektedir.
Bu çalışma, kentlerimizin gelişmesinde, sürdürülebilir bir yaşamın düzenlenmesinde ve ileriye dönük kararlar verilmesinde önemli bir unsur olan kentsel değişimin yerel ve merkezi yönetimler tarafından belirlenebilmesi için fotogrametri, uzaktan algılama ve CBS tekniklerinin ne düzeyde hızlı, etkili, ekonomik ve doğru sonuçlar üretebildiği göstermektedir.
TEŞEKKÜR
Yazarlar, değerli katkılarından dolayı Har. Müh. Tuna ARATOĞLU’na teşekkür eder.
KAYNAKLAR
Kalyoncu, H. (2005) Kömürde Açan Çiçek, Pervaz Yayınevi, Ankara.
Konecny, G. (2003) Geoinformation, Taylor & Francis.
Masry, S.E. and Lee, Y.C. (1988) An Introduction to Digital Mapping, Department of Surveying Engineering Publication, UNB, Canada, 228.Moeller ve Blaschke, 2006.
Moeller, M. S., Blaschke, T. (2006) ISPRS Technical Commission II Symposium, Vienna.
Özkaya, M. (2008) Zonguldak Fener Bölgesinin Kentsel Değişiminin Fotogrametri ve Uzaktan Algılama İle Belirlenmesi, Diploma Çalışması, Zonguldak Karaelmas Üniversitesi Jeodezi ve Fotogrametri Müh. Bölümü, Zonguldak.
Topan, H. (2009) Geometric Analysis of High Resolution Space Images Using Parametric Approaches Considering Satellite Orbital Parameters, Doktora Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi, İstanbul.
Zonguldak İl Yıllığı (1986) Zonguldak Valiliği.
