COĞRAFİ BİLGİ SİSTEMLERİ (CBS) VE UZAKTAN ALGILAMA (UA) İLE ANTALYA KENT MERKEZİNDE ARAZİ KULLANIM
DEĞİŞİMİNİN TESBİTİ
Özlem ŞEVİK, Nurünnisa USUL
ODTÜ, GGIT (Jeodezi ve Coğrafi Bilgi Teknolojileri) Yüksek Lisans Programı, Ankara
ÖZET
Bu çalışmanın amacı, Coğrafi Bilgi Sistemleri (CBS) ve Uzaktan Algılama (UA) tekniklerinin inşaat mühendisliği ve şehir planlamasında kullanımına örnek vermek üzere, Antalya kent merkezinde, kentsel yerleşim alanlarının, yeşil alanların (park ve orman) ve ulaşımın, 1987 yılından 2002 yılına kadar olan değişimini bulmaktır. Antalya son on yılda,
% 41.79 büyüme hızıyla Türkiye’de en fazla nüfus artışına sahip il olarak tespit edilmiştir.
Hızlı kentsel büyüme gösteren bu şehirde doğal olarak arazi kullanımı da hızla değişmiştir.
Bu değişimin tespiti için gerekli veriler 1987 ve 2002 yıllarına ait Landsat TM ve ETM uydu görüntülerinden elde edilmiştir. 16 yıl aralı bu iki uydu fotoğrafı incelenip gerekli sınıflandırma analizleri yapılarak arazi kullanım durumları bulunmuş ve CBS ile incelenebilmesi için sayısallaştırılmıştır. Daha sonra analizlere geçilerek, önce 16 yıllık bir sürede Antalya’da kentsel ve yeşil alan miktarlarının artış veya azalışlarının hem miktar hem de mekansal olarak tespiti CBS’de üstüste çakıştırma analizleriyle yapılmıştır.
Sayısallaştırılan Antalya yol altyapı verisi, kent merkezinde ulaşılabilirliği ve yol altyapısının 1987’den 2002 yılına kadar nasıl değiştiğini şebeke analiziyle tespit etmek için kullanılmıştır. Ayrıca aynı yol verisi kullanılarak, CBS’nde kuşaklama analizleri yapılarak yol kenarında yerleşilemez alanlar tespit edilmiştir.
Anahtar kelimeler: CBS, UA, Antalya, Yol ulaşılabilirliği, Arazi kullanım değişimi
LAND USE CHANGE DETECTION WITH GIS AND RS IN ANTALYA CITY CENTER
ABSTRACT
The aim of this project is to give an example of the usage of Geographic Information Systems (GIS) and Remote Sensing (RS) Technics in civil engineer and city planning in
Antalya city center to find the change detection of urban settlement, green areas (parks and forest) and transportation from 1987 to 2002. Antalya is one of the fastest growing metropolises in Turkey with a growth percent of 41, 79%. In this fast growing city it is estimated that the land use also changed very fast. The change detection is based on the historical data of the 1987-2000 images, which are extracted from Landsat TM and ETM satellite images. These two sixteen years apart satellite images are examined, the required classification analyses are done to find out the land use changes, and then to examine them with GIS, these classification results are digitized. Afterwards the analyses are made by overlapping the urban areas and green areas, to reveal the portional and spatial decrease and increase of these areas in sixteen years. The digitized Antalya transportation substructure data are used to determine the accessibility of transportation in 1987 and 2002 and the change of accessibility from 1987 to 2002 in Antalya city center by using the network analyses. Furthermore by using the same data the buffer analyses in GIS are made to determine the unresidential areas near the road.
Keywords: GIS, RS, Antalya, Road accessibility, Land use change detection.
1. GİRİŞ
Coğrafi Bilgi Sistemleri (CBS), her türlü mekansal veriyi, girmek, depolamak, sorgulamak, değişik tür analizler yapmak ve bu coğrafi veriyi ve analiz sonuçlarını çeşitli ortamlarda sunmak için kullanılan bilgisayar yazılım, donanım ve kullanıcılarından oluşan sistemlerdir. Uzaktan algılama (UA) ise yeryüzünde bulunan nesneler hakkındaki bilgiyi, onlarla fiziksel temasta bulunmadan, uydulara ve uçaklara yerleştirilen spektral aletlerle toplama ve bu verilerin analizini yapma yöntemidir. Her iki yöntemin de günümüzde çok çeşitli uygulama alanları bulunmaktadır. İnşaat mühendisliği ve şehircilik gibi yersel bilgilerle çok uğraşan dallar da doğal olarak en önemli uygulama alanlarındandır. İnşaat mühendisliğinin su kaynakları, kıyı, jeoteknik, ulaşım ve deprem gibi mekansal bilgiyi daha çok kullanan dallarında CBS ve UA teknikleri ülkemizde de kullanılmaya başlanmıştır. Şehir ve bölge planlama dallarında da bu iki tekniğe önem verilmekte ve uygulamalar yapılmaktadır.
Antalya’daki büyüme sebebi, bölgedeki turizm sektörünün hızlı bir şekilde gelişmesi ve buna bağlı olarak istihdam olanaklarının artmasından kaynaklanmaktadır. Büyümenin boyutunu bulmak için bu çalışmada CBS ve UA teknikleri küçük bir örnekte uygulanmıştır.
CBS analizleri yapabilmek için verilerin kullanılacak yazılıma uygun bir formatta sayısal olarak elde edilmesi gerekir. Bunun için ilk olarak, uydu görüntüleri bir uzaktan algılama programında “denetimsiz sınıflandırma” yöntemi ile beş kategoride (kent, yeşil alan, su, çıplak yüzey ve tarım alanları) sınıflandırılmıştır. Bu sınıflandırma sonucu, bir CBS yazılımı kullanılarak sayısallaştırma yapılmıştır. Böylece bu işlemle analizlerde kullanmak üzere, vektörel veri tabakaları her iki uydu görüntüsü için de elde edilmiştir. 1987 ve 2002 yıllarına ait yol verileri ise uydu fotoğraflarından direk olarak sayısallaştırma yapılarak bulunmuştur.
Şekil 1: Antalya 2002 Landsat Uydu Fotoğrafı (30 metre çözünürlüklü)
2. ÇALIŞMA ALANI
Çalışma alanı olarak, son on yıldaki en fazla nüfus artışı, %41, 79 oranı ile, Akdeniz Bölgesi’nde bulunan Antalya ili seçilmiştir. Bu büyüme talebi, bölgedeki turizm sektörünün hızlı bir şekilde gelişmesi ve buna bağlı olarak istihdam olanaklarının artmasından kaynaklanmaktadır.
3. KULLANILAN VERİ
CBS ve UA tekniklerinin uygulandığı çalışmalarda verilerin sayısal olarak bilgisayar ortamına girilmesi gerekir. Ayrıca verileri grafik ve öznitelik(grafik olmayan) olarak iki tiptir. Grafik veriler, nokta, çizgi ve çokgenler olarak katmanlar halinde saklanırlar. Bu verilere ait her türlü bilgi de öznitelik verilerini oluşturur.
Grafik Verileri;
• Antalya Uydu Görüntüsü (1987 Landsat TM)
• Antalya Uydu Görüntüsü (2002 Landsat ETM) (http://glcfapp.umiacs.umd.edu:8080/esdi/index.jsp)
kent ve yeşil alan sınıflandırmasını elde etmek için kullanılmıştır.
• Antalya 1987 yol verisi
(1987 yol verisi, 1987 uydu fotoğrafından elde edilmiştir.)
• Antalya 2002 yol verisi (ArcGIS’de)
( Devlet Su İşleri (DSİ) and Karayoları Genel Müdürlüğünden (TCK) elde edilmiştir) Kent alanı ve yeşil alan vektor çokgen verilerini elde etmek için, 1987 ve 2002 yıllarına ait uydu görüntüleri PCI programında” denetimsiz (Unsupervised) yöntemi ile beş Kategoride
sınıflandırıldı. Bu sınıflar kent, yeşil alan, su, kaya ve tarım alanlarından oluşmaktadır.Denetimli (Supervised) sınıflandırma yöntemi, objelerin spectral değişkenliğinin artışını önlemek için kullanılmadı.[1] PCI’daki sınıflandırma uygulamasından sonucunda TM (Thematic Map) formatında elde edilen görüntüler, ArcGIS 8.3’de bu verilerin üzerinde sayısallaştırma ve analiz uygulamalarını yapabilmek için ERDAS img. formatına çevrildi. Sayısallaştırma işlemi sınıflandırması yapılan 1987- 2002 imajları üzerinde yapıldı. Böylece bu işlemle analizlerde kullanmak üzere, kent alanlarının ve yeşil alanların vektörel poligon tabakaları her iki yıl için de elde edilmiş oldu. 2002 yol verisi DSİ ve Harita Genel Komutanlığından elde edildi. Bunun yanında 1987 yol verisi, 1987 görüntüsünden sayısallaştırıldı.
4. ANALİZLER
Analizler, kentsel yerleşim alanları, yeşil alanlar ve yol ulaşım ağı için çok kullanılan bir CBS yazılımı olan ArcGIS’de ayrı ayrı yapılmıştır.
4.1. Kentsel Yerleşim Alan Analizleri
Kentsel yerleşim alanı analizleri, 1987 yılından 2002 yılına kadar kent alanının ne kadar arttığını ve azaldığını bulmak için yapıldı. Öncelikle 1987 ve 2002 kent alanlarına birleştirme (union) işlemiyle üstüste çakıştırma (overlay) analizleri yapıldı.[2] Daha sonra bu çakıştırmadan 1987 kentsel vektör alanı çıkarılarak kentsel büyüme alanının artış miktarı belirlendi. Aynı sonuca iki yılın kentsel vektör çokgen verisini kesiştirerek de ulaşmak mümkündür.
Şekil 2: 1987-2002 Kentsel Alan Miktarındaki artış sonucu
Yukardaki şekilde görüldüğü üzere Antalya’da kentsel alan 1987’den 2002’ye merkezin güneybatısı, güneydoğusu, kuzeydoğusu ve batısında büyümüştür. Sonuç olarak 5155 ha kentsel artış miktarı bulunmuştur.
51
515 55 5 H Ha a
4.2. Yeşil Alan Analizleri
Bu analizlerde amaç 1987’den 2002’ye kadar olan yeşil alan değişim miktarını tespit etmektir. Öncelikle 1987 ve 2002 yılları yeşil alan poligonları üstüste çakıştırılmıştır. Bu üstüste çakıştırma analizinden 1987 yılı ve 2002 yılları yeşil alan poligonları ayrı ayrı çıkarıldı.[3]
Böylece 1987’de var olup 2002’de var olmayan yeşil alanlar ve 2002’de yeni oluşturulup, 1987’de var olmayan yeşil alanlar tespit edilmiş oldu.
Sonuç olarak 2002’ye kadar yeşil alanların miktarında hızlı kentleşmeden ötürü bir azalma tespit edildi. Ancak bunun yanında 1987’deki bazı kentsel alanların da yeşil alana dönüştürüldüğü görüldü. [4]
Şekil 3: 2002’de var olup, 1987’de var olmayan yeşil alanlar
1987’den 2002’ye kadar kent merkezinin kuzeyinde, güneyinde kıyı boyunca ve doğusunda olmak üzere toplamda 664 hektar yeşil alanın ortaya çıktığı yukarıdaki şekilden de görülmektedir. [5]
4.3. Yol Ağı Analizleri
Yol ağı verisine, kuşaklama (buffer) ve şebeke (network) analizleri, 1987’den 2002’ye kadar merkezdeki yol ulaşılabilirliğinin değişiminin tesbiti için, ayrı ayrı uygulandı
4.3.1. Şebeke (Network) Analizi
Şebeke analizinin amacı Antalya merkezdeki yolların ulaşılabilirliğinin iki ayrı yıl için bulunması ve bu iki yıl arasında bir ulaşılabilirlik karşılaştırması yapılmasıdır. İlk olarak her iki yıl için de birinci derece ve ikinci derece yollar grafiksel olarak belirlendi ve öznitelik tablosuna (attribute table) işlendi. Birinci derece yollar kent merkezini civardaki ilçelere ve illere bağlayan yollar olarak, ikinci derece yollar ise kent içinde bulunan yollar olarak kabul edildi. Bu analizi uygulayabilmek için her bir yol parçası için hız belirlenip nitelik tablolarına işlendi. 1987 yılındaki birinci derece yolda 50 km/st, ikinci derece yolda
66
664 4 h he ek kt ta ar r
ise 30km/st, 2002 yılındaki birinci derece yolda 60km/st, ikinci derece yolda ise 30 km/st kabul edildi. Analizi başlatabilmek için ise aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi, kent merkezinde bir başlangıç noktası belirlendi. Son olarak bu hız kabulleri ile 5 dakikada ve 10 dakikada ulaşılabilinecek alanlar tespit edildi.
Şekil 4:1987 için;
1987’de 5 dakikalık şebeke analizi; 1987’de 10 dakikalık şebeke analizi
1987 için başlangıç noktası yukarıdaki şekilden de görüldüğü gibi merkezde bir nokta seçilmiştir. Bu noktadan itibaren mevcut yol şebekesi üzerinden 5 ve 10 dakikada ulaşılabilecek alanlar tesbit edilmiştir.
1987 kentsel alanı içinde, 5 ve 10’ar dakikada ulaşılabilinecek alanların tüm alana oranını bulabilmek için bu iki network analiz alanı 1987 kentsel alan çokgeni ile çakıştırıldı. Aynı işlem 2002 yılı için de yapıldı.
Şekil 5 :1987 5 dak. Ulaşılabilirlik alan yüzdesi. 1987 10 dak. Ulaşılabilirlik alan yüzdesi CCIITTYY CCEENNTTEERR CCIITTYYCECENNTTEERR
2255%% OOFF TTOOTTAALL 11998877 UURRBBAANN ((22661188hhaa))=6=65577HaHa 8899%%OFOFTTOOTTAALL11998877URURBBAANN ((22661188hhaa)) ==22335511HaHa
1987 yılında merkezdeki 5 dakikada ulaşılabilir alan yüzdesi %25 iken, 10 dakikada ulaşılabilir alan yüzdesi %89 olarak bulunmuştur.
Şekil 6: 2002 için;
2002’de 5 dakikalık network analizi; 2002’de 10 dakikalık network analizi;
2002 yılı için başlangıç noktası merkezdeki aynı nokta seçilmiş ve aynı işlemler 2002 yılı için de yapılmıştır.
Şekil 6: 2002 5 dak. ulaşılabilirlik alan yüzdesi. 2002 10 dak. ulaşılabilirlik alan yüzdesi
2002 yılında 5 dakikada ulaşılabilinir alan yüzdesi %35, 10 dakikada ulaşılabilecek alan yüzdesi %85 olarak bulunmuştur.
Şekillerden de görüldüğü üzere 1987’den 2002’ye kadar 5 dakikada ulaşılabilecek alanlar
%25’den %35’e yükselmiştir. Ancak 10 dakikada ulaşılabilecek alanlar %89’dan %85’e düşmüştür. Böylece görünen şudur ki, kent merkezindeki yol ağı kentleşmeye paralel olarak gelişmiş ancak merkezden uzaklaştıkça yol ağı bu paralelliğe pek uyum sağlayamamıştır.
C
CIITTYY CCEENNTTEERR CCIITTYY CCEENNTTEERR
3355%% OOFF TTOOTTAALL 22000022 UURRBBAANN ((33113344hhaa)) ==11008844 HHaa 8855%% OOFF TTOOTTAALL 22000022 UURRBBAANN ((33113344hhaa)) == 22667733HHaa
Bu ulaşılabilirlik çalışması kent ölçeğinde daha da özele inerek hastane, okul, itfaiye, karakol gibi teknik altyapı noktaları için de uygulanabilir.
4.3.2. Kuşaklama (Buffer) Analizi
Yol ağı için yapılan diğer bir analiz de yol kenarındaki yerleşilemeyen alanların tespiti için kuşaklama analizidir. Bu alanların tespiti, gürültü ve hava kirliliğinin kent içine girmesini önlemek açısından önemlidir. Yani yaşam kalitesini arttırmak için bu analizin yapılması gerekmektedir. İmar kanununa göre birinci derece yolların 40 metre, ikinci derece yolların ise 20 metre yakınına kadar yerleşimin yasak olmasından dolayı çalışmada, bu kuşaklama mesafeleri kullanılmıştır.
Şekil 7:1987 Kuşaklama Analizi: Şekilden görüldüğü gibi 1.derece yollara 40 metre, ikinci derece yollara 20 metre kuşaklama mesafesi verilmiştir.
2. derece yollar
1. derece yollar
1.derece yollar
2.derece yollar
Şekil 8: 2002 Kuşaklama analizi
İlerde yapılacak çalışmalar ve Antalya Kent Planları için bu tip kuşaklama analizleri ve sonuçları kullanılabilir. Özellikle daha yüksek çözünürlüklü (5metre-10 metre) uydu görüntülerinden parsel ve bina bilgileri de elde edilebilir.
5. SONUÇ VE DEĞERLENDİRME
Hızlı gelişen turizm sektörünün bir sonucu olarak, Antalya’da nüfus artış hızı, Devlet İstatistik Enstitüsü verilerine göre %41,79 olarak saptanmıştır. Bunun yanında bütün Türkiye için büyüme hızı ise %18,28’dir. Yapılan kentsel alan analizlerinden görüldüğü üzere, bu hızlı nüfus artışı sonucuna bağlı olarak 1987’den 2002 yılına kadar 5155 hektarlık bir kentsel büyüme alanı tespit edilmiştir.
Yeşil alan analizleri sonucunda, kontrolsüz kentleşmeden ötürü beklenildiği gibi yeşil alan miktarının 1987-2002 yılları arasında kadar, azaldığı görülmüştür. 1987’de 1867 hektar olan yeşil alan miktarı 1425 hektara düşmüştür. Ancak 664 hektarlık yeşil alanın da 1987 yılında hiç olmamasına rağmen 2002 yılında ortaya çıktığı tespit edilmiştir.
Şebeke analizleri sonucunda her iki yılda kent merkezindeki aynı noktadan 5 ve 10 dakikalık ulaşılabilir alanların yüzdesi elde edilmiştir. Sonuç olarak 1987 yılında 5 dakikada ulaşılabilinecek alanların tüm alana oranının %25’den 2002 yılında %35’e yükseldiği ancak 10 dakikada ulaşılabilinecek yerlerin %89’dan %85’e düştüğü tespit edilmiştir. Kent içinde 5 dakikada ulaşılabilinecek yerlerin kentleşmeye paralel olarak geliştiği ancak merkezden uzaklaştıkça 10 dakikada ulaşılabilinecek yolların bu gelişime pek uymadıkları, buna sebep olarak gösterilebilir.
KAYNAKÇA
[1] Walter, Volker, 2003, Object-based Classification of Remote Sensing Data for Change Detection. IAPRS, Amsterdam.
[2] Walter, Volker, 2000, Automatic Change Detection in GIS Databases Based on Classification of Multispectral Data, IAPRS, Volume XXXIII, Amsterdam.
[3] Yang, X and Lo, C.P., 2003, Modeling urban growth and Landscape changes in Atlanta. International Journal of Geographical Information Science, 17, (463-488) [4] Piyanowski et al, 1997, A Land Transformation Model: conceptual elements, spatial object class hierarchies, GIS command syntax and an application for Michigan’s Saginow Bay watershed, submitted to Land Use Modelling Workshop,
[5] USGS EROS Data Center, June 5-6, 1997, Sioux Falls, South Dakota, USA. (Online) URL:
http:// www.ncgia.ucsb.edu/conf/landuse97
