Remote sensing
151 theses under this subject heading
Sulu tarım alanlarında bitki deseni ve sulama uygulamalarının izlenmesinde insansız hava araçlarının kullanım olanaklarının araştırılması
Hayatımıza girdiğinden bu yana İnsansız Hava Araçları (İHA) tarım, orman, endüstri ve madencilik gibi birçok alanda kullanılmaktadır. İHA'ların diğer Uzaktan Algılama teknolojilerine göre sahip oldukları, düşük masraflı, yüksek çözünürlüklü, tekrar görüntüleme aralığı vb. özellikleri nedeniyle tarımsal alanlarda kullanımları hızla artmaktadır. Bu çalışma ile İHA'ların sulama şebekelerinde bitkisel üretiminin izlenmesinde kullanım olanakları araştırılmıştır. Çalışma sırasında görüntüleme işleminde 6 kanatlı bir İHA ve üzerine monte edilmiş multispektral ve termal kameralar kullanılmıştır. Çalışmada ilk olarak, multispektral görüntüler kullanılarak Temrezli sulama şebekesine ait bitki deseni ortaya konmuştur. Bitki deseni, % 47 buğday % 36,6 ayçiçeği, % 6,9 çeltik, % 3,7 yem bitkisi, % 1,5 mısır ve % 0,3 sebze-karpuz olarak saptanmıştır. Sulanan parsellerin ve sızma kayıplarının belirlenmesi amacıyla multispektral ve termal kameraların kullanım olanaklarının incelemesi sonucunda her iki kameranın da kullanım olanakları olsa da termal kamera görüntülerin daha etkin sonuçlar verdiği saptanmıştır. Yapılan çalışmada sulanan parsellerde sulama ile çıplak toprak ve bitki yüzey sıcaklık değerlerinde bitkiye göre değişmekle birlikte en az 6-7 oC'lik sıcaklık düşmelerinin ölçüldüğü görülmüştür. Çalışma sonunda, yüksek çözünürlüğe sahip İHA görüntülerinin sulama yapılan parsellerin ve kanal sızma kayıplarının belirlenmesinde etkin rol alabileceği saptanmıştır.
Uzaktan algılama teknolojisi ile buğday ekim başarısının tespiti ve başarısız alanların yeniden ekim karar destek sisteminin geliştirilmesi
Bu tez çalışmasında, buğday ekili alanların ekim başarısının tespiti ve ekimi başarısız olan alanların yeniden ekimi amaçlanmıştır. Buğday ekimi yapılmış deneme alanları Landsat 5 TM ve Sentinel-2 uydu görüntüleri ile takip edilmiştir. Ekimi yapılmamış, filiz çıkışı hiç olmamış veya çok az çıkış olmuş bölgeler yeniden ekilmesi gereken alanlar olarak tespit edilmiştir. Yeniden ekilecek alanların tespiti için karar destek sistemi geliştirilmiştir. Yeniden ekim karar destek sistemi için uzaktan algılama tekniği kullanılmıştır. Yeniden ekilecek alt referans alanlarının tespit edildikten sonra bu alanlardaki iklim verileri ve toprak koşulları takip edilerek yeniden ekim işlemi gerçekleştirilmiştir. Araştırmada ayrıca, ilk ekilen alanlar ve sonradan ekilen alanlarda verim parametreleri; verim (kg/da), başaktaki tane sayısı (adet) ve bin tane ağırlığı (g) olarak tespit edilmiştir. Araştırma, Denemeler Tekirdağ ili Süleymanpaşa ilçesine bağlı Yağcı mahallesinde yürütülmüştür. Araştırma sonucuna göre ekonomik olarak yeniden ekim yapılabilecek minimum alan büyüklüğü 200 m2 olarak belirlenmiştir. Deneme alanlarına ait uydu görüntüleri işlenerek NDVI değerleri saptanmıştır. Yeşil bitki örtüsünün ölçülebilir düzeyde olduğu Ekim, Kasım, Aralık, Ocak ve Şubat NDVI değerleri değerlendirilmiştir. Ekim işlemi 15 Ekim 2021 tarihinde gerçekleştirilmiştir. Ekimi başarısız alanlar ise 30 Kasım 2021 tarihinde yeniden ekim işlemi gerçekleştirilmiştir. Sonradan ekilen alanlarda ana parsellere kıyasla %14 oranın daha az verim elde edilmiştir. Her iki alanda da tarla filiz çıkış derecelerinin eşit olmasından dolayı başak sayılarında bir değişiklik oluşmamıştır. Başak sayısında bir değişim izlenmemesine rağmen başaktaki tane sayısı sonradan ekilen alanlarda %6 daha az tespit edilmiştir. Araştırma sonucunda ekimi başarısız alanların yeniden ekim işlemi ile önemli kazanımlar elde edilebildiği tespit edilmiştir.
Uzaktan algılama ve CBS teknikleriyle yeraltı barajları için uygun alanların belirlenmesi
Kurak ve yarı kurak bölgelerde su kaynaklarının sürdürülebilirliği hayati önem taşımaktadır. Su kaynakları üzerindeki stres ve risk, bölgenin ve beşerî gelişimi olumsuz etkilemektedir. Bu olumsuzluklara önlem alınması ve azaltılması amacıyla yeraltı barajları geçmişten günümüze su kaynaklarının korunumu için etkili bir yöntem olarak tanımlanmaktadır. Çalışma sahası olarak, Türkiye'nin önemli akarsu havzalarından biri olan Yeşilırmak Havzası seçilmiştir. Çalışmada coğrafi bilgi sistemleri ve uzaktan algılama teknikleri ile yeraltı barajlarının yapımına uygun alanların belirlenmesi hedeflenmektedir. Yeraltı barajlarının yalnızca jeolojik ve topografik olarak uygun olan alanlara inşa edilmesi verimlilik ve sürdürülebilirlik açısından bir risk oluşturmaktadır. Çünkü su kaynakları yalnızca bu iki faktöre bağlı olarak birikimini ve yeraltına sızma sürecini gerçekleştirmemektedir. Çalışmada yeraltı barajları yapımı için uygun alanların belirlenmesi için etkili olan faktörlerin ana ve alt kriterleri ile analitik hiyerarşi süreci yönteminden faydalanarak yer seçimi analizi gerçekleştirilmiştir. Yeraltı barajı yapımını ve sürdürülebilirliğini etkileyen hidrojeoloji, topografya, hidroloji, arazi kullanım sınıfı ve büyük toprak grubu faktörleri yer seçimi analizi için ayrı ayrı olacak şekilde değerlendirilmiştir. Yer seçiminde etkili faktörlerin ana ve alt kriterleri değerlendirmeler sonucu belirlenmiş olup, analitik hiyerarşi süreci ile her faktör altında ana ve alt kriterler faktördeki etki ve önem öncelik durumları da göz önünde tutularak, ikili karşılaştırma matrisleri kurularak ağırlık ve tutarlılık oranları tespit edilmiştir. Ana ve alt kriter ağırlıkları QGIS programında her bir katmana yeniden sınıflandırılarak tanımlanmış olup, ağırlıklı bindirme analizleri ile uygunluk analizleri gerçekleştirilmiştir. Son olarak her faktörün ağırlık oranına göre bindirme analizi gerçekleştirilmiştir. Bu analizler sonucunda, Yeşilırmak Havzası sınırlarında yeraltı barajı yapımına uygun alanlar farklı uygunluk düzeyleri ile ortaya konmuştur. Buna göre Yeşilırmak Havzası'nda yeraltı barajı yapımı için 2.786,27 km2 alan çok uygun, 2.436,27 km2 alan uygun, 4.853,29 km2 alan orta uygun, 14.692,54 km2 alan az uygun ve 14.797,62 km2 alan da uygun değil sınıfında yer aldığı belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlar, nihai haritalar üzerinde sunulmuş ve istatistiksel verilerle desteklenmiştir.
Seyfe gölü (Kırşehir) havzasının hidrojeoloji incelemesi
Yüzey drenaj alanı 1481 km2 olan Seyfe Kapalı Havzası'nın güneyinde yer alan Seyfe Gölü, Kırşehir ili Mucur ilçesi sınırları içerisinde yer almaktadır. Havza oluşumu itibariyle K-G yönlerden sıkışma rejimi etkisi altında kalmış olması nedeniyle KD-GB ve KB-GD gidişli gelişen normal ve doğrultu atımlı faylarla karakterize edilmektedir. Bu tez çalışmasında, su noktalarının ve hidrojeolojik birimlerin göl alanı ile olan ilişkisi, göl alanındaki süregelen küçülmenin nedenlerinin araştırılması ve havza için temsil edici kavramsal hidrojeolojik modelin kurgulanması amaçlanmıştır. Bu kapsamda havza ölçeğinde 2019-2021 yılları arasında jeoloji, hidroloji, hidrojeoloji, hidrojeokimya, izotop hidrojeolojisi ve uzaktan algılama çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Çalışma alanında temelde Paleozoyik yaşlı metamorfik birimlerden oluşan Kırşehir Masifi, metamorfik temeli tektonik olarak üzerleyen Üst Kretase yaşlı magmatik birimler, bu birimleri uyumsuzlukla üzerleyen Neojen yaşlı sedimanter birimler ile tüm birimleri uyumsuzlukla üzerleyen alüvyon birimler yer almaktadır. Havzada yüzeyleyen litolojik birimlerin suyu geçirme ve iletim özelliklerine göre hidrojeolojik değerlendirmeler gerçekleştirilmiş ve çalışma alanının 1/100.000 ölçekli hidrojeoloji haritası hazırlanmıştır. Havzanın kuzey, güney ve batısında parçalı yüzlekler veren Paleozoyik yaşlı Bozçaldağ Formasyonu'nun kristalize kireçtaşı ve mermer seviyeleri tektonizma etkisiyle ikincil geçirimlilik kazanmış ve ana akifer birim olarak tanımlanmıştır. Paleozoyik yaşlı metamorfik serilere ait gnays, şist, amfibol ve kuvarsit gibi litolojiler, Neojen yaşlı Kızılırmak Formasyonu'nun çamurtaşı ve killi seviyeleri ile havzanın kuzeydoğusunda sınırlı bir alanda yüzlek veren Mesozoyik yaşlı magmatik birimler hidrojeolojik açıdan geçirimsiz özelliktedir. Neojen yaşlı Kızılırmak Formasyonu'nun kireçtaşı, kumtaşı ve konglomera seviyeleri ile Seyfe Gölü çevresinde pekişmemiş killi, çakıllı ve kumlu seviyelerden oluşan alüvyon birimin yayılımının ve kalınlığının görece fazla olduğu çakıllı, kumlu seviyeler ise yarı geçirimli birimler olarak tanımlanmıştır. Havza için ortalama yağış miktarı 381.45 mm/yıl, ortalama gerçek buharlaşma-terleme miktarı ise Thornthwaite-Mather yöntemi ile 326.32 mm/yıl olarak hesaplanmıştır. Havzada hidrojeolojik yapının anlaşılması amacıyla akifer birimleri temsil ettiği düşünülen 30 kaynak, 26 kuyu ve drenaj kanalından 2019-2021 yılları arasında yağışlı ve kurak dönemleri temsil edecek şekilde yerinde ölçüm ve örnekleme çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Havzada 2021 Mayıs ve 2021 Ekim aylarında kuyulardan gerçekleştirilen yeraltı suyu seviye ölçümlerine göre, yeraltı suyuna olan derinlik 2 m ile 60 m arasında değişmektedir. Bölgede genel yeraltı suyu akım yönünün havzanın merkezinde yer alan Seyfe Gölü'ne doğru olduğu belirlenmiştir. Havzada mermer akiferini temsil eden yüzey ve yeraltısuları Piper diyagramına göre Ca-HCO3'lı sular fasiyesi sunmaktadır. Göl alanı ile bağlantılı drenaj kanalını temsil eden su noktası ise Na-Cl fasiyesi sunmaktadır. Havzada örneklenen su noktaları Gibbs diyagramına göre "Kayaç Baskın" bölgede yer almaktadır. Suların kimyasını kontrol eden ana süreçler, kaya-su etkileşimi nedeniyle kayacı oluşturan minerallerin su ile kimyasal ayrışması ile silikatların çözünmesi olarak belirlenmiştir. Göl alanındaki iklimsel ve antropojenik etkiler nedeniyle gerçekleşen değişimlerin belirlenmesi amacıyla uydu görüntüleri kullanılmış ve tarihsel süreçte göl yüzey alanındaki değişim miktarı ile sıcaklık değişimleri belirlenmiştir. Buna göre spektral su indisi yöntemlerinden MNDWI su indisi ile 1985-2020 yılları arasında minimum ve maksimum göl alanı sırasıyla 1.86 km2 ve 66.87 km2 olarak hesaplanmış, göl yüzey alanında ise % 93.78 oranında bir azalmanın gerçekleştiği hesaplanmıştır. Batimetri araştırmaları ile; maksimum derinlik gölün kuzeyinde 1.95 m olarak hesaplanmıştır. Göl yüzey sıcaklık çalışmaları ile 1990 ve 2020 yılına ait mevsimsel göl yüzey sıcaklık istatistikleri oluşturulmuştur. 1990-2020 yılları arasında göl suyu ortalama sıcaklığında yaklaşık olarak 3.5 °C artış hesaplanmıştır. Havzada insan kaynaklı faaliyetlerin su kütleleri üzerindeki etkilerinin belirlenmesi amacıyla CORINE veri tabanı kullanılmıştır. Buna göre 1. Düzey arazi sınıfları arasında en belirgin değişimlerin su yapıları ve sulak alanlar sınıflarında gerçekleştiği görülürken, tarımsal alanlar sınıfı altındaki kuru tarım arazilerinin önemli oranda sulu tarım arazilerine dönüştürüldüğü belirlenmiştir. Havza genelinde geniş tarım alanlarının yer alması ve yıllar içerisindeki iklimsel değişimler ve yüzey sularının azalması nedeniyle yeraltısuları tarımsal sulamada bölge halkı tarafından yoğun bir şekilde kullanılmaktadır. Buna göre örneklenen su noktaları "Wilcox" ve "ABD Tuzluluk" diyagramlarında değerlendirilmiş ve su noktalarının çoğunluğunun sırasıyla "Çok İyi-İyi", "İyi Kullanılabilir" ve "C2-S1" ile "C3-S1" sınıflarına düştüğü ve sulama suyu kullanımına uygun sular grubunda yer aldığı belirlenmiştir. Gerçekleştirilen doygunluk analizi çalışmalarına göre havzadaki su noktalarının bazı örnekler dışında genel olarak dolomit, aragonit ve kalsit minerallerine doygun; silvit, halit, anhidrit ve jips minerallerine ise doygun olmadıkları belirlenmiştir. Bu durum çalışma alanında yüzeyleyen litolojik birimlerde dikkate alındığında, suların dolaşım süreleri boyunca Paleozoyik metamorfik temele ait mermer birimler ile temas etmesine işaret etmektedir. Duraylı izotop içeriklerine göre incelenen su noktalarının önemli bir bölümü Küresel Meteorik Su Doğrusu (2H=8*18O+10) üzerine düşen meteorik kökenli sulardır. Havzanın batı ve güneybatısındaki dağlık kesimleri temsil eden su noktaları 2H=8*18O+15 olarak belirlenmiş olan Yerel Meteorik Su Doğrusu üzerinde yer almaktadır. Havzanın yüksek dağ sıralarını temsil eden güneybatı, güneydoğu ve kuzeybatı kesimleri akifer birimlerin potansiyel beslenim alanlarını oluşturmaktadır. Havzadaki örnekleme noktalarının Trityum değerleri ise 0.4 ile 4.52 TU arasında değişmektedir. Yüksek trityum değerleri güncel yağışlardan gelen bir beslenimin varlığına işaret ederken, düşük trityum içerikleri ise su noktasını temsil eden akifer birimin görece daha uzun süreli geçiş zamanına sahip, dolaşım yolu görece daha uzun yeraltısuları ile beslendiğini göstermektedir. Anahtar Kelimeler: Seyfe Gölü Havzası, hidrojeoloji, hidrojeokimya, çevresel izotop, kavramsal hidrojeolojik model, Kırşehir
Deep learning techniques for building density estimation from remotely sensed imagery
This thesis is about point-wise estimation of building density on the remote sensing optical imageries by applying deep learning methods. The goal of the project is to reduce mean square error of the estimated density by applying architectural modifications on the deep learning network and using augmented training data. Our results show that fast and accurate building density estimation is possible by using vanilla CNNs. Sigmoid layer addition, simplification of the network for small dataset and data augmentation improves accuracy in the regression. Data augmentation is the most effective method to reduce RMSE in this thesis.
Orman alanlarındaki zamansal değişimlerin izlenmesi: İstanbul örneği
Orman ekosistemlerindeki değişimlerin belirlenmesi, izlenmesi ve değerlendirilmesi sürdürülebilir planlama ve yönetim için oldukça ciddi bir görevdir. Değişimlerin büyüklüğü ve değişimin yönü hakkında elde edilen veriler uygulamacılar için önemli bir karar desteği sunar. Bu çalışmada İstanbul ilinin orman alanlarındaki zamansal değişimlerin belirlenmesi amaçlanmıştır. Çalışma alanı, İstanbul Orman Bölge Müdürlüğü operasyon alanı içindeki İstanbul il sınırlarını kapsamaktadır. Çalışma alanının büyüklüğü yaklaşık 500 bin hektardır. Bu alanda Çatalca, İstanbul, Bahçeköy, Kanlıca ve Şile Orman İşletme Müdürlükleri bulunmaktadır. Orman alanlarındaki değişimlerin belirlenmesi için CORINE (Coordination of Information on the Environment) arazi örtüsü ve orman amenajman plan verileri kullanılmıştır. ArcGIS'te overlay analizi yapılarak değişim verileri ve değişim matrisleri üretilmiştir. Değişim matrislerinden yıllar arasındaki değişimlerin büyüklüğü ve değişimin yönü belirlenmiştir. Çalışmada yapay yüzeyler, tarım alanları, orman alanları, sulak alanlar ve su kütlesi olmak üzere 5 temel arazi örtüsü sınıfındaki değişimler ortaya konulmuştur. Ayrıca, orman alanı sınıfındaki verilerin değişimleri detaylı olarak tespit edilmiştir. İstanbul ilinde 2000-2018 yılları arasında ana arazi örtüsü sınıflarındaki değişimler incelendiğinde, arazi örtüsü değişimlerinin yaklaşık 24000 hektar ile en çok orman arazi örtüsü sınıfında meydana geldiği anlaşılmaktadır. Bu dönemde ormanlık alanlar %8.7 oranında azalmıştır. Orman alanlarındaki bu değişimlerin %4.22'sinin yerleşim alanları, %4.45'inin tarım alanları yönünde olduğu görülmüştür. Sonuç olarak ormanlardaki artım ve büyüme dengesini bozmayacak, sürdürülebilir bir orman ekosistemi planlamasının önemli olduğunu düşünüyoruz. İstanbul ili orman örtüsünde 18 yılda (2000-2018) meydana gelen değişim verileri, bölgedeki planlama ve orman yönetimi konularında çalışma yapan uygulamacılar için altlık veri olarak kullanılabilecektir.
Uydu görüntülerinden türetilen spektral indeksler kullanılarak orman ekosistemlerinde yanma derinliğinin tahmin edilmesi
Yangın, mikro ölçekli etkilerden, geniş peyzaj desenleri ve süreçlerine kadar birden fazla zamansal ve mekânsal ölçekte biyofiziksel süreçleri etkiler. Büyük bir orman yangını meydana geldikten sonra ekosistemin restorasyonu için stratejiler belirlenmelidir. Bu stratejilerin doğru belirlenebilmesi yangının neden olduğu ekolojik değişimin derecesi olarak kabul edilen yanma derinliğinin tespiti ile mümkündür. Gelişmiş uzaktan algılama sensörlerinin kullanılmaya başlanmasıyla beraber yanma derinliğini daha doğru bir şekilde değerlendirme fırsatları ortaya çıkmıştır. Bu kapsamda çalışmanın amacı ülkemizde meydana gelen yangınların ekolojik etkilerinin belirlenmesinde kullanılabilecek, yanma derinliği haritası için farklı uydu görüntüleri, farklı spektral indeksler ve farklı yersel ölçüm tekniklerinin performansını ölçmek ve ayrıca ülkemiz vejetasyonuna has bir yanma derinliği eşik değer sınıflandırması oluşturmaktır. Çalışma kapsamında 2020 ve 2021 yıllarında Adana-Kozan, Ankara-Nallıhan, Kastamonu-Taşköprü, Denizli-Çardak ve Antalya-Manavgat'ta meydana gelmiş 5 büyük orman yangını seçilmiş ve yanma derinliğini ölçmek için BYİ ve GeoBYİ yersel ölçüm teknikleri kullanılmıştır. Sentinel-2, Landsat-8/OLI ve MODIS uydu görüntülerinden 14 farklı spektral indeks türetilerek yersel ölçümler ile uyumlarına ve yanma derinliğini sınıflandırma performaslarına bakılmıştır. Yersel ölçüm tekniği olarak GeoBYİ, BYİ'e göre uydu görüntülerinden türetilen spektral indeskler ile daha iyi uyum göstermiştir. Ayrıca Sentinel-2 ve Landsat-8/OLI uydu verilerinden MODIS uydu verilerine göre daha iyi sonuçlar alınmıştır. Sentinel-2 uydu görüntüsünden türetilen RdNBR, dNBR, dSAVI, dNDVI ve dNDMI spektral indeksleri için, Landsat-8/OLI uydu görüntüsünden türetilen dNBR, dNDVI ve dSAVI spektral indeksleri için yanma derinliği eşik değer sınıflandırması yapılmıştır. Sentinel-2 uydu görüntüsünden türetilen indeksler arasında RdNBR, Landsat-8/OLI uydu görüntüsünden ise dNBR yanma derinliği sınıflarını en iyi temsil eden spektral indeksler olarak belirlenmiştir.
İnsansız hava aracıyla elde edilen hava fotoğraflarından kızılçam ağaçlarının çap ve boylarının ölçülmesi
İnsansız hava araçlarındaki (İHA) algılayıcı sistemlerle alınan hava fotoğrafları, fotogrametrik yazılımlar yardımıyla işlenerek nokta bulutu ve ortomozaik gibi veriler üretilebilmekte ve böylece orman ekosistemlerindeki bazı ölçümlerin uzaktan algılanan veriler üzerinde yapılması mümkün olabilmektedir. Orman kaynaklarından efektif faydalanmanın sürdürülebilirliği açısından bir ormanlık alanda kesilen ya da herhangi bir nedenle devrilen ağaçların kabuklu gövde hacimlerinin pratik bir şekilde tahmini gerekir. Bu çalışmada İHA fotoğraflarından üretilen ortomozaik ve nokta bulutu verilerinde, kesilmiş kızılçam (Pinus brutia Ten.) ağaçlarının çap ve boy ölçümlerinin yapılarak kabuklu gövde hacimlerinin tahmini amaçlanmıştır. Çalışma, Isparta Orman Bölge Müdürlüğü'ne bağlı Sütçüler Orman İşletme Müdürlüğü, Çandır Orman İşletme Şefliği sınırlarında bulunan iki farklı kızılçam meşceresinde gerçekleştirilmiştir. Bu alanların İHA fotoğraflarından üretilen nokta bulutu ve ortomozaikler üzerinde toplam 175 adet kesilmiş kızılçam ağacının göğüs çapı (d1.3) ve boyları ölçülmüştür. Elde edilen değerler kullanılarak hacim tahminleri yapılmış, bu tahminler arazide ölçülen verilerle karşılaştırılmıştır. Elde edilen bulgulara göre, İHA fotogrametrisi ve referans veriler arasında çap ölçümünde en düşük 0.78, en yüksek 0.92, boy ölçümünde en düşük 0.96 ve en yüksek 0.99, hacim tahminlerinde de en düşük 0.70 ve en yüksek 0.93 korelasyon değeri bulunmuştur. Sonuç olarak, pratik bir uzaktan algılama platformu olarak tercih edilen İHA'lardan elde edilen uzaktan algılama verilerinin yerde yatık haldeki kızılçam ağaçlarının çap ve boy ölçümlerinde kullanılabileceği ve ağaç hacimlerinin İHA fotogrametrisiyle başarılı bir şekilde tahmin edilebileceği ortaya konulmuştur.
Asbestin sağlık coğrafyası ve çevre perspektifinden uzaktan algılama ve coğrafi bilgi sistemleri kullanılarak incelenmesi: Güneydoğu Anadolu Bölgesi
Günümüzde, çevresel sağlık riskleri, doğal kaynakların kullanımı ve çevre kirliliği gibi konuların insan sağlığı açısından önemi giderek artmaktadır. Bu nedenle, belirli minerallerin çevreye ve insan sağlığına olan muhtemel etkileri dikkatle incelenmektedir. Bu minerallerden birisi de asbesttir. Asbest liflerinin solunması sonucu akciğer zarında kireçlenme ve kalınlaşma, su toplanması, malign mezotelyomanın (MM) yanı sıra karın zarı kanserine neden olduğu da tıp otoriteleri tarafından tespit edilmiştir. Aynı zamanda, tıp dışında, coğrafya, jeoloji ve çevre mühendisliği gibi disiplinler tarafından da doğal bir mineral olan asbest araştırmacılar tarafından yoğun bir şekilde çalışılmaktadır. Bu çalışma, Güneydoğu Anadolu Bölgesi özelinde, söz konusu asbest minerali, sağlık coğrafyasının yöntem ve ilkeleri esas alınarak çevre, jeoloji, UA-CBS teknikleriyle incelenerek çevresel etkilerini değerlendirmeyi ve potansiyel sağlık risklerini belirleyerek, bu riskleri azaltmak için önerilerde bulunmayı hedefler. Sonuç olarak, bölgenin jeomedikal risk haritası oluşturulmuştur. Yanı sıra, MTA ve literatürden derlenen sayısal jeoloji haritaları CBS ortamında çözümlenerek, uydu görüntüleri yardımıyla ve arazi çalışmalarıyla da kontrol edilerek, bölgenin asbest emisyon kaynakları belirlenmiştir. Çalışma alanından alınan 34 adet toprak numunelerinin yüzde 35.29'sinda krizotil, yüzde 14.70'sinde tremolit mineralleri belirlenmiştir. Ayrıca, çalışma alanında yer alan dört ilçede (Ergani, Çermik, Çüngüş, Gerger) çevre ve halk sağlığı için "yüksek riskli" alanların olduğu tespit edilmiştir. Siverek ilçesinde ise riskli alan tespit edilememiştir. MM teşhisi konulan vakaların yaklaşık %56'sı yüksek riskli alanların ilk bir km mesafede olduğu, vakaların yaklaşık %70'i ise yüksek riskli alanların ilk dört km mesafesinde olduğu görülmüştür. Bu çalışma sonucunda elde edilen metodoloji ve yaklaşımların özellikle asbest maruziyeti gibi çevresel risk faktörlerinin incelenmesinde ve yönetilmesinde etkin bir şekilde kullanılabileceği sonucuna varılmıştır. Bu çalışmanın çıktılarından konuyla ilgili çalışan yerel ve merkezi otoritelerin yararlanacağı önerilmiştir.
Spatial distribution of health risks associated with PM2.5 in turkey and iran using satellite and ground observations
Industrialization, has been increasing air pollution. In recent decades, the most industrialized and populated cities began to investigate this issue and estimating the cost of health effects for the governments. These researches reasoned the goverments to make new legislation and standards which eventually reduced the air pollution and health effects of it afterward. New York, Paris, London, Seoul and Istanbul are successful examples of these practices. Iran and Turkey, have almost the same population of 80 million individuals. Such large populations make a high demand in energy production, as some days in winter of 2017, Iran natural gas consumption reached the EU consumption. On the other hand, gasoline consumption in Iran is around 100 ML/d and in Turkey is 68ML/d. Meanwhile, climate change is a serious concern in both countries, which is one of the reasons for dust events in the region. Ambient PM is the sixth Global Burdon of Disease risk factor responsible for premature death of 4.1M individuals in 2016. Studies on PM health effects, playing the key role in policymaking. To observe and analyze the air pollution trend, ground measurement data is needed. This study, used the very recently published Iran nationwide ground measurements from the years 2015 to 2017. Since the population in both countries are high and spatially distributed, the number of ground measurement stations are not enough. Thus, spatially more complete remote sensing data was also used in this study. Although PM remote sensing, is still under developments since the instruments only measure AOD and not PM directly. To convert AOD to PM, researchers mostly use GEOS (Goddard Earth Observing System) chemical transport model which first used in 2011 by. For satellite retrievals, dataset V4.GL.02 is chosen in this thesis. This product obtained from three different instruments and with Geos-Chem transport model converted to PM2.5. The product has dust and sea-salt removed version which implied to have a better compare with ground measurements, as there are a lot of sand events happening in the region especially in Iran which might mask the anthropogenic sources of PM2.5. In addition, dust and sea-salt included version was also used to compare total PM2.5 concentrations in both countries. Initial ground data analysis of Turkey showed that out of 42 available PM2.5 stations, 41 stations have reported concentrations above WHO guideline and 45% of stations stand out of European Environment Agency's standard. Edirne Kesan, Sakarya Hendek and Erzurum Tashan are the PM2.5 stations with annual averages more than 50 mg/m3 all the time, which is 5 times higher than WHO guidelines. It was observed that populated cities in both countries such as Ankara, Istanbul, Tehran, Isfahan, Mashhad are experiencing high concentrations due to traffic and domestic energy consumption. Although in cities like Igdir in northeast Turkey, Zabol in southeast Iran or Khuzestan province which are having high concentrations without being populated. The reason for a high PM2.5 profile in Khuzestan province is dust events, as well as in Zabol. Also in southwest Iran is the oil refineries zone of the country, which is responsible for anthropogenic PM2.5 emissions mostly. To calculate the exposure and health effects of PM2.5 and PM10, three methodologies exist. The first methodology uses systematic review and meta-analysis oriented exposure-response function, which is based on hundreds of global researches and oriented by meta-analysis. In the second method, AirQ+, a software from WHO can be used to estimate the short-term and long-term adverse health effects of ambient PM. AirQ+ uses life-tables technique and stand on risk estimates oriented from cohort studies. Third method which is mainly used in this thesis is using concentration-response functions from a study in the US and exposure-dose functions to calculate mortality associated with PM2.5. The correlation between PM2.5 ground measurements and satellite retrievals was investigated. In general, the correlation was low due to the version of the satellite used for this study which is dust and sea-salt removed, and also the fact that ground stations measure one point and that value is considered as the region/province's average concentration. Therefore when all compositions PM2.5 satellite product used, only for this purpose, the correlations improved. In this study, a high resolution population dataset from European Commission has been used. In order to input this dataset in the function, the resolution reduced to 1000m×1000m to match the PM2.5 satellite product resolution. To estimate the mortality attributable with PM2.5, three different causes has been calculated by implying the cause-specific mortality rates for Iran and Turkey from WHO. Firstly, baseline mortality rate for three different causes as: all causes, ischemic heart disease, and lung cancer for Turkey and Iran in 2016 has been calculated. The concentration-response factor for each mortality cause and its upper and lower boundaries, separately obtained from one of the most cited studies in United States. All the datasets such as satellite derived and ground based observations, population, concentration-response factor and baseline mortality rate has been used as inputs for the function which is most commonly used in dose-response and concentration-response estimations. The calculations were performed with ArcGIS spatial analyst tools beside Excel and Google Earth Pro. The mortality attributable with PM2.5, has been calculated based on both ground observations and satellite-derived separately, on district and province level for both countries. In result of satellite-derived based calculations, Istanbul with 6297 deaths, Ankara with 3636 deaths, Izmir with 2254 deaths, Bursa with 1930 deaths, Mersin with 1131 deaths, and Konya with 1116 deaths caused by all causes and attributed to PM2.5 in the year 2016. These provinces had the highest mortalities in Turkey. In Iran, Tehran with 6724 deaths, East Azerbaijan with 2587 deaths, Alborz with 2456 deaths, Khuzestan with 2325 deaths, Mazandaran with 2322 deaths and Gilan with 2250 deaths caused by all causes and attributed to PM2.5 in the year 2016. These provinces were under the most in Iran. To sum up, 36967 deaths attributable with anthropogenic PM2.5 was estimated for Turkey, and 34491 deaths attributable with anthropogenic PM2.5 was estimated for Iran in 2016. However, these numbers increase significantly by implying the ground observation PM2.5 concentrations. In Turkey, the results based on ground observations were as 10529 deaths in Istanbul, 4094 deaths in Ankara, 2570 deaths in Bursa and 1233 deaths in Erzurum by all causes attributable with PM2.5. In Iran though, Tehran with 12383 deaths, Razavi Khorasan with 5376, Khuzestan with 4990 deaths, and Isfahan with 4 601 deaths are the most at risk provinces of Iran. The other studied mortality cause in this thesis, was ischemic heart diseases. By using the specific concentration-response factors used for ischemic heart disease, and its upper and lower boundaries, mortalities estimated separately based on satellite derived PM2.5 and ground observations. By using satellite derived PM2.5 in Turkey, Istanbul with 5200 deaths, Ankara with 2893, Izmir with 2893 deaths caused by ischemic heart diseases attributable with PM2.5 are the most at risk provinces. In Iran, 5541 deaths, East Azerbaijan 2056 deaths, and in Alborz 2003 deaths have been estimated caused by ischemic heart diseases. As in ground measured PM2.5, dust and sea-salt is included, concentrations are higher and thus, estimated mortalities increased. In Turkey, Istanbul with 14165 deaths, Ankara with 5416 deaths, Bursa with 3433 deaths, and Erzurum with 1257 deaths having the most mortalities estimated. In Iran, Tehran with 12383 deaths, Razavi Khorasan with 5376 deaths, and Khuzestan with 1483 deaths estimated as the most at risk provinces. In total, 2817 deaths in Iran estimated with satellite-derived PM2.5, caused by ischemic heart diseases attributable with PM2.5. In Turkey, 30240 deaths in total have estimated caused by ischemic heart disease attributable with PM2.5. By using ground observations, 25525 deaths estimated in Turkey and 3866 deaths in Iran. The ground observation based calculation only contributes to the provinces which PM2.5 had been measured in the year 2016. The third investigated cause, was lung cancer. The reported mortalities by WHO showing higher deaths in Turkey than Iran. Therefore, it affected the baseline mortality rate and estimation's difference of two countries. In Turkey, 5591 deaths in total and 669 deaths in Iran estimated by using satellite-derived PM2.5, caused by lung cancer and attributed to PM2.5. Although, by using ground measurements total mortality in Turkey changes to 5883 deaths and 776 deaths in Iran. The calculated results, were relevant to what was reported by State of Global Air. However, results in comparison with the report, results are higher than global reports for Turkey. Eventually, the risk distribution maps for both countries were produced. Maps were showing central Turkey (Aksaray, Ankara, Konya, Kirsehir) are at high risk, as well as Izmir, Igdir, Mardin, Batman, and Bursa. In Iran, from West Azerbaijan in the northwest, to Tehran in north-center of the country, very high-risk estimations were observed. In south Iran, Khuzestan province observed with high-risk estimations.
Super-resolution image generation from earth observation satellites using generative adversarial networks
The spatial resolution is one of the main criteria representing the level of detail in an image. The necessity for the high spatial resolution has increased with the development in satellite technologies. Using modern sensors and optics is an expensive way to improve image spatial resolution. Image super resolution is one of the most important computer vision research topics that aims to obtain higher spatial resolution image(s) from one or more lower spatial resolution ones. It is a cheaper and more effective way as it does not require any modification to the camera hardware. In this thesis, the Super-Resolution Generative Adversarial Networks (SRGAN) and the Enhanced Super-Resolution Generative Adversarial Network (ESRGAN) both trained with Google Earth were utilised for the super-resolution enhancement of Sentinel-2 and Göktürk-2 images. The results of the pre-trained deep learning models using the different data sources with multi-sensor and multi-temporal characteristics were analyzed and their super resolution performances were evaluated. The results show that the perceptual image quality of low spatial resolution satellite images can be improved by using SRGAN and ESRGAN methods.
Ordu kent merkezi ve yakın çevresinde kentsel ısı adası etkisinin zamansal ve mekânsal karakterinin belirlenmesi
Bu çalışma; Kentsel Isı Adası (KIA) etkisinin zamansal ve mekânsal karakterini, Ordu kent merkezi ve yakın çevresi örneğinde incelemeyi amaçlamaktadır. KIA etkisi, kentsel alanlardaki yüzey ve hava sıcaklıklarının çevrelerindeki kırsal alanlara göre daha yüksek olması ile karakterize edilen bir olgudur. Kentleşme ve yapılaşma süreçlerine bağlı olarak gerçekleşen arazi örtüsü değişimi, KIA etkisindeki alanların genişlemesine neden olmaktadır. Üstelik endüstri devriminden bugüne ivmelenen küresel iklim değişikliği, KIA etkisinin kentlerde daha belirgin şekilde hissedilmesine yol açmaktadır. Araştırma, Ordu kent merkezi ve yakın çevresindeki kırsal alanları kapsamaktadır. Araştırmada temel olarak uzaktan algılama verileri ve coğrafi bilgi sistemlerinden yararlanılmıştır. KIA etkisinin zamansal değişiminin ortaya konulabilmesi amacıyla; 2000 yılı için Landsat 7 ETM+, 2013 ve 2023 yılları için Landsat 8 OLI/TIRS uydularından elde edilen termal kızılötesi veriler, Arazi Yüzey Sıcaklığı (AYS) haritalarına dönüştürülmüştür. Ardından, AYS tabanlı olarak KIA etkisindeki alanların mekânsal dağılımı ortaya konulmuştur. KIA etkisinin farklı Yerel İklim Bölgeleri arasındaki değişimi irdelenmiştir. Bitki örtüsü ve yapılı çevre indeksleri ile AYS arasındaki korelasyona dayanarak yüzey karakteristiğinin KIA etkisine katkıları değerlendirilmiştir. KIA etkisinin kentsel-kırsal alan gradyanındaki değişimi çoklu dairesel tampon bölge analizi ile değerlendirilmiştir. KIA etkisinin gece ve gündüz zaman dilimleri arasındaki farklılaşma durumu, düşük mekânsal çözünürlükteki MODIS verilerinin Random Forest Regresyon yöntemi kullanılarak yüksek çözünürlüğe getirilmesi ile ortaya konulmuştur. Son olarak; KIA etkisi ile mücadelede önemi yapılan araştırmalarla ispatlanmış olan kentsel park alanlarının serinletici etkileri çeşitli metrikler kullanılarak değerlendirilmiştir. Bulgular, yapılaşmış alanlar 2000 ile 2023 yılları arasındaki dönemde yaklaşık %65 oranında genişlediğini ve yeni yapılaşma alanlarında AYS bakımından önemli artışlar meydana geldiğini göstermiştir. AYS ortalaması yıllar içinde sürekli olarak artmıştır. 23 yıllık dönemde AYS ortalaması 24.9℃'den 26.9℃'ye çıkarak 2℃ yükselmiştir. 2000 yılında araştırma alanının %13.9'una karşılık gelen KIA etkisindeki alanlar, geçen zaman içinde genişleyerek %19.2'lik değere yükselmiştir. KIA etkisinde olan ve olmayan bölgeler arasındaki AYS farkı da yıllar içinde giderek açılmıştır. 2000 yılında iki bölge arasındaki AYS farkı 3.6°C iken 2013 yılında 4.3°C'ye, 2023 yılında ise 4.6°C'ye yükselmiştir. Araştırma alanında, Kentsel Sıcak Nokta (KSN) oluşumunun görüldüğü başlıca yerler; endüstriyel alanlar, metal çatılar, yapay malzeme kullanılarak oluşturulan halı sahalar, bitki örtüsü oranının düşük olduğu alanlar ve konut bölgeleridir. En yüksek AYS ortalaması 2 numaralı Yerel İklim Bölgesi (YİB-2, 32°C) ve YİB-3'te (31.2°C) görülürken, en düşük AYS ortalaması 23.7°C ile su yüzeylerini temsil eden YİB-17 sınıfında kaydedilmiştir. Araştırma alanındaki AYS değerleri ile bitki örtüsü indeksleri arasında yüksek negatif korelasyon; yapılı çevreye odaklanan spektral indeksler ile AYS arasında ise yüksek pozitif ilişki bulunmaktadır. Kent merkezinden kırsal alana doğru ortalama AYS değerleri azalma eğiliminde iken bitki örtüsü oranı kademeli olarak artmaktadır. Kentsel ve kırsal alanlar arasındaki ortalama AYS farkı da zaman içinde artmıştır. Ortalama AYS değerleri arasındaki maksimum sıcaklık farkı, 2000 yılında 2.7°C iken 2013'te 5.9°C ve 2023'te 7.2°C olmuştur. Araştırma alanında; gündüz ve gece yüzey sıcaklıkları arasındaki fark yıllar içinde azalmıştır. 2000 yılında gece-gündüz AYS farkı 11.5°C iken 2013 yılında gündüz-gece sıcaklık farkı 10.6°C'ye, 2023 yılında ise 8.5°C'ye gerilemiştir. Gece ve gündüz AYS değerleri kentsel alanlarda belirgin şekilde artma eğilimindeyken kırsal alanlarda nispeten daha düşük AYS seviyeleri görülmüştür. Sonuç olarak Ordu, kentleşme dinamiklerine bağlı olarak KIA etkisinin giderek daha hissedilir duruma geldiği bir kenttir. Çalışmanın sonuçları, Ordu kent merkezi ve yakın çevresi özelinde; yerel yönetimler, bölgede çalışan peyzaj mimarları, şehir plancıları ve politika yapıcılar için önemli bilgiler sunmaktadır. Gerçekleştirilen bu doktora tez çalışması ile Ordu kent merkezi ve yakın çevresini kapsayan bölge için KIA etkisinin azaltılması ve iklim değişikliğine uyumlanma stratejilerinin geliştirilmesi noktasında mekânsal ve zamansal bir referans çerçevesi çizilmiştir.
Kentsel planlama amaçlı çoklu doğal tehlike duyarlılık haritası üretimi: Ankara Mamak örneği
Multiple hazards may affect urban areas and integration of susceptibility maps about natural hazards are required for proper site selection and urban planning. Likewise, geological and geotechnical parameters, development expenditures and the spatial pattern of existent social and technical infrastructure should be considered for this aim. Up-to-date land use land cover (LULC) maps and the natural hazard susceptibility maps based on this data can be acquired from high-resolution satellite sensors. In this thesis, landslide and flood hazard potential are considered for combined hazard susceptibility assessment to be used for an urban settlement, Mamak, which is currently developing for disaster management purposes. The flood susceptibility map of Ankara City was generated in a prior research with the Modified Analytical Hierarchical Process (M-AHP) method. The landslide susceptibility map was generated with the logistic regression method in this thesis. LULC map was obtained from Sentinel-2 images with the Random Forest method as an image classification technique. The first and second topographic derivatives acquired by a digital terrain model (DTM) and lithology information produced by the General Directorate of Mineral Research and Explorations were employed for the generation of landslide susceptibility maps. A combined hazard susceptibility assessment was performed using the Mamdani Fuzzy algorithm and the outcomes were examined in the context of urban planning. According to the results, multi-hazard susceptibility assessment maps, which can be a base for city planning, can be created by combining a number of machine learning and expert-based learning methods.
Yerel yönetimlerde kaçak yapı tespitinde insansız hava aracı kullanımı: Keçiören Belediyesi örneği
Yasadışı yerleşimler (gecekondu yerleşimleri), çoğu gelişmekte olan ülkede ve hatta bazı gelişmiş ülkelerde devam eden bir sorun olmuştur. Bu, büyük miktarlarda para, kaynak, zaman ve enerji kaybına yol açmıştır. Kentleşmenin yoğun olduğu alanlarda, arazi operasyonlarını doğru coğrafi haritalama ve izleme ile takip etmek oldukça maliyetlidir. Daha fazla zaman ve emek gerektirir. Denetim düzenli olarak yapılamaz. Bazen bir görevi altı ay veya bir yıl içinde tamamlamak imkânsızdır. Bu nedenle, bu işlemleri gerçek zamanlı olarak havadan bir bakış açısıyla otomatikleştirmek daha pratiktir. Uzaktan algılama ve İHA teknolojilerindeki gelişmeler, bu teknolojilerin kullanıldığı tüm sahalara paralel olarak haritacılık sektöründe de kendini göstermiştir. İmar planları ile dizayn edilen ya da edilmesi gereken şehirler için en büyük sorun kaçak yapılardır. Kentlerin varlığını tehdit eden kaçak yapıların tespiti daha önceleri çok sayıda personel ve zaman gerektiren bir işlemken, gelişen İHA teknolojileri sayesinde artık daha kolay ve hızlı bir şekilde yapılabilmektedir. Bu sayede kaçak yapılaşmanın getirdiği plansız kentleşme ve sosyo-ekonomik sorunların önüne geçilmektedir. Bu çalışmada Sense FLY eBee Plus cihazı kullanılmış ve çalışma alanında kaçak yapılar tespit edilmiştir.
Mera ve yayla alanlarında kaçak yapılaşmanın tespiti ve değerlendirilmesi: Bolu örneği
Bu tez çalışmanın temel hedefi, Türkiye'nin Bolu ili, Atyaylası bölgesinde bulunan yazlık meralardaki inşaat faaliyetlerinin zamansal gelişimini, gelişmiş yüksek çözünürlüklü uzaktan algılama verileri ve coğrafi bilgi sistemlerini kullanarak tespit etmektir. Çalışma aynı zamanda, mera yönetimi ile ilgili arazi politikaları hakkında kapsamlı bir tartışma sunmayı amaçlamaktadır. Mevcut arazi kullanımının titizlikle incelenmesi sonucunda, mera varlıkları üzerinde, özellikle konut ve turistik tesis olarak kullanılan önemli sayıda yapılaşma gözlemlenmiştir. Türkiye Cumhuriyeti Anayasası'nın 45. maddesi, devletin mera alanlarının kötüye kullanılmasını ve tahribini önleme sorumluluğunu vurgulamakta olup, Mera Kanunu ise Türkiye genelinde bu kritik varlıklar üzerinde her türlü yapılaşmayı kesin bir şekilde yasaklamaktadır. Ancak bu katı yasal düzenlemelere rağmen, Atyaylası bölgesinin 2014, 2018 ve 2021 yıllarına ait uydu görüntüleri incelendiğinde, meralarda inşaat ve yol geliştirme faaliyetlerinin bu süre zarfında önceki yıllardaki seviyenin iki katını aştığı tespit edilmiş ve bu faaliyetler Atyaylası'ndaki tüm köyler için hesaplanıp haritalandırılmıştır. Hesaplamalara göre, Atyaylası'nda bulunan yapı sayısı 2014 yılında 322 iken, 2021 yılında 672'ye çıkmıştır. Bu da %108.7'lik bir artışa karşılık gelmektedir. Atyaylası yöresinde yapılaşmanın en çok arttığı yerleşim birimi ise %168,8'lik artışla Kürkçüler olmuştur. En çok yapı sayısı barındıran yerleşim birimi ise Paşaköy'dür. Özellikle 2018 yılında yürürlüğe giren İmar Affı Yasası'nın, bu inşaat faaliyetlerini daha da tetiklediği anlaşılmıştır. Mera nitelikli araziler, yasalarla korunan ortak kamu mallarının vazgeçilmez bir parçasıdır. Bu nedenle kamu yararına hizmet etmek ve ekolojik sürdürülebilirliği desteklemek amacıyla kullanılmalıdır. Ancak bu çalışmanın bulguları, Türkiye'de yaygın olan eğilimin bu önemli gerekliliğe uygun olmadığını göstermektedir.
Uzaktan algılama yöntemleri ile orman yangınlarının izlenmesi ve istatistiksel analizi: 2021 Manavgat ve Marmaris örnekleri
Bu tez çalışmasında, 2021 yılında Türkiye'nin Akdeniz ve Ege Bölgelerinde meydana gelen büyük orman yangınlarından Antalya ili Manavgat yangını ile Muğla ili Marmaris yangını incelenmiştir. Çalışmada GEE platformu kullanılarak, yangın alanlarının tespit edilmesi amacıyla farklı spektral indeksler hesaplanmış ve bu indekslerin sonuçlarına göre değişim (D-fark) indeksleri üretilmiştir. Ayrıca, elde edilen sonuçlar resmi verilerle karşılaştırılarak doğruluk analizi gerçekleştirilmiştir. Spektral indekslerden elde edilen değerlerin farklı birimlerde olması nedeniyle Min-Max normalizasyonu uygulanarak tüm değerler aynı ölçeğe getirilmiş ve karşılaştırılabilir hale getirilmiştir. Manavgat ve Marmaris yangınlarını kapsayan bölgelerde, farklı spektral indekslerin yangın şiddetini belirleme performansları istatistiksel analizlerle değerlendirilmiştir. Kruskal-Wallis H Testi, ANOVA testi ve ikili karşılaştırmalar gibi yöntemlerle, bu indeksler arasında istatistiksel olarak anlamlı farklılıklar olup olmadığı analiz edilmiştir. Elde edilen bulgular, farklı spektral indekslerin yangın şiddetini değerlendirme yeteneklerinde anlamlı farklılıklar olduğunu ortaya koymuştur. Bu durum, her bir indeksin yangın sonrası tespitlerdeki etkinliğini karşılaştırmalı olarak değerlendirmeyi mümkün kılmıştır
Türkiye'deki plaj ve kıyı kumulu alanlarının uzaktan algılama yöntemleri ile incelenmesi
Dünya genelinde deniz ve kıyı araştırmaları son yüzyılda çok fazla çalışmaya konu olmuştur. Deniz ve karaların birleştiği kıyı bölgelerinde beşeri faaliyetlerin çok yoğun olarak yaşanması ve buna göre kıyı yönetim planlarının hazırlanması, kıyı ekosistemlerinin varlığı ve değişimi, kıyı jeomorfolojisi unsurları gibi pek çok konuda farklı çalışmalar yapılmaktadır. Plaj ve kıyı kumulları, kıyı jeomorfolojisi bileşenleri açısından en önemli birimlerdir. Bu alanların çalışılması başta coğrafya olmak üzere yerbilimleri, biyoloji, su bilimleri gibi birçok bilim dalı için veri kaynağı olacaktır. Bu tez kapsamında, ülkemizde var olan plaj ve kıyı kumulları uzaktan algılama araçları kullanılarak tespit edilmiş ve Coğrafi Bilgi Sistemleri (CBS) ortamında haritalanarak analizleri yapılmıştır. Tespit edilen plaj ve kıyı kumullarının dağılışı, oluşum ortamları, sediman özellikleri, tahribat ve turizm durumları ile ağaçlandırma çalışmaları gibi faktörler incelenmiştir. Türkiye'nin sahip olduğu 8592 km kıyı uzunluğunda 7052 adet plaj ve 114 adet kıyı kumulu tespit edilmiştir. Belirlenen plajların 6107 tanesi deniz kıyılarında kalan 945 tanesi ise Türkiye'nin sahip olduğu 15 büyük gölün kıyılarında olduğu belirlenmiştir. 2798 adet plaj sayısı ile en fazla plaj bulunan bölgemiz Ege Denizi olarak tespit edilmiştir. Plajların toplam alanı 106 km2 olup 3.968 km uzunluğa sahiptir. Kıyı kumullarında ise 37 adet ile Ege Denizi en fazla kıyı kumulu bulunan bölgemizdir. Ülkemizde bulunan 114 adet kıyı kumulunun toplam alanı 125.3 km2, toplam uzunluğu ise 435.2 km olarak tespit edilmiştir. Yapılan bu çalışma plajlar ve kıyı kumulları kapsamında Türkiye'de yapılan ilk çalışma olup bir envanter niteliği taşımaktadır. Çalışmada oluşturulan veri ve haritaların gelecekte yapılacak olan bilimsel kıyı, ekoloji ve mühendislik çalışmalarına temel bir veri kaynağı olacağı düşünülmektedir. Bunun yanı sıra ulusal ve yerel yönetimlerde kıyı yönetimi çalışmaları açısından dikkate alınarak plajların ve kıyı kumullarının değerlendirilmesi ve korunması bakımından önemli bir kaynak olması temenni edilmektedir. Anahtar Kelimeler: Plaj, Kıyı Kumulu, Kıyı, Coğrafi Bilgi Sistemleri
Drought analysis using satellite observations over-Turkiye
Drought is a natural hazard that occurs when rainfall declines for an extended period of time compared to seasonal normal rainfall. It directly affects human life, environment, economy, ecology and agriculture as well as public health, and prosperity. Therefore, its identification along area and time needs special importance. This study aims to investigate the spatial-temporal behavior of drought in the watersheds of Turkiye, based on pixel-based precipitation, temperature and terrestrial water content data. GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment) satellite data is used to obtain the long-term terrestrial water content. PERSIANN (Precipitation Estimation from Remotely Sensed Information using Artificial Neural Networks) satellite data is used to obtain monthly long-term basin-scale precipitation changes. The temperature aspect of drought is investigated by means of WorldClim dataset. Spatial analyses are implemented in GIS environment to find out the regional temporal mean, max, and mins of these variables (i.e. terrestrial water storage, precipitation, and temperature). The temporal behavior of those basin-based variables is analyzed by time series analysis and basins under drought impacts have been determined using t-test. The study has shown that almost all Turkish basins have been suffering from the impact of drought, especially after 2016. It is also concluded that GRACE provides high-value realistic images of the temporal behavior of hydrological drought whereas, PERSIANN show only years with extreme characteristics of meteorological drought. In addition, PERSIANN data and SPI (Standardized Precipitation Index) produced similar results for the identification of basins under drought impact while WORLDCLIM temperature data are not providing a reliable estimation of temporal drought behavior. Keywords: Drought, Precipitation, Natural hazard, Satellite Data, Remote Sensing, GIS, SPI GRACE, PERSIANN
Arazi için yüzey enerji dengesi algoritması (SEBAL) ile gerçek evapotranspirasyonun belirlenmesi
Tarımda su kullanımı bitkisel üretim için bir gereklilik olup, bitki su ihtiyacının yeterince ve verimli bir şekilde karşılanması için bitki su tüketiminin belirlenmesi gerekmektedir. Bitki su tüketimi sadece meteorolojik koşullara değil, aynı zamanda bitki çeşidine bağlı olarak değişmektedir. Havza düzeyinde sulama sistemlerinin planlanmasında uygun bitki su tüketimi hesaplama yöntemleri kullanılması işlemleri kolaylaştırmaktadır. Günümüzde nüfus artışı, sanayileşme ve en önemlisi iklim değişikliği beraberinde küresel ısınma sonucu suyun önemi daha da artmış, kullanım verimliliği ve performans ölçütleri önem kazanmıştır. Bu çalışma ile geniş alanlarda bitki su tüketimi ve biyokütle gibi önemli parametrelerin uydu teknolojisi ile belirlenmesi hedeflenmiştir. Bu amaçla, Arazi İçin Yüzey Enerji Dengesi Algoritması olan PySEBAL modeli kullanılmıştır. Modelin çalıştırılması ile referans evapotranspirasyon, bitki katsayısı, gerçek evapotranspirasyon, bitki vejetasyon indeksleri ve biyokütle üretimi verileri elde edilmiştir. Bu değerler iklim verileri ve tarla düzeyinde elde edilen sonuçlarla karşılaştırılmıştır. PySEBAL modeli gerçek evapotranspirasyonu %15-20 gibi hata ile hesaplayabilmiştir. İklim verileri ile hesaplama yöntemlerine göre çok daha hızlı ve az maliyetle sonuç veren uzaktan algılama tekniklerinin yakın gelecekte daha çok kullanılacağı düşünülmektedir.
Sakarya ili Karasu ilçesi kıyı yapılarının kıyı çizgisine etkisinin CoastSat uygulamasıyla incelenmesi
Bu çalışmada, bir uzaktan algılama yöntemi olan CoastSat açık kaynaklı yazılım araç takımı kullanılarak çalışma alanı olarak seçilen Karasu Limanının doğusundaki yaklaşık 6,3 km'lik Karasu sahilinin 1990-2021 yılları arasındaki kıyı çizgisi değişiminin ve burada inşa edilen yapıların bu değişime etkisinin incelenmesi amaçlanmıştır. Bu kapsamda, CoastSat araç takımı kullanılarak Karasu Sahilinin 1990 ve 2021 yılları arasındaki uydu görüntüleri işlenmiş ve yaklaşık aynı zamana denk gelen farklı yıllara ait görüntülerden yararlanılarak ilgili kıyı şeridinin kıyı çizgisi çıkartılarak üst üste çakıştırılmış ve kıyıda oluşan erozyon ve yığılma durumu belirlenmiştir. Kıyı çizgilerinin çakıştırılmasının yanında kıyı şeridi boyunca farklı lokasyonlardan kesitler alınarak kesitsel değişimler de incelenmiştir. Kıyı şeridinde oluşan erozyon ve yığılma durumlarına ilgili kıyıda inşa edilen balıkçı barınağı/liman, mahmuzlar ve açık deniz mendirekleri gibi yapıların bu değişime katkısı da tespit edilmiştir. Ayrıca, bölgenin dalga iklimi ve fırtına iklimi çıkartılarak farklı dönemlerdeki dalga ve fırtına iklimindeki değişimlerin bu kıyı çizgisi değişimine olan katkısı da tartışılmıştır. Sonuçta, yapımına 1995 yılında başlanılan liman inşaatının Sakarya nehrinden taşınan tortuların taşınmasını engelleyerek sahilde önemli ölçüde erozyona sebep olduğu, bu erozyonu önlemek için 2009 yılında inşa edilen 12 adet kıyıya dik mahmuzun şiddetli fırtınaların da etkisiyle birlikte erozyonun daha fazla artmasına sebep olduğu, meydana gelen kıyı erozyonunun önlenebilmesi ve kum toplama amacıyla 2010 yılında yapımına başlanan ve sonuncusunun 2016 yılının ortalarına doğru tamamlandığı kıyıya paralel inşa edilen toplam 27 adet ayrık dalgakıran akabinde sahilin kum tutmaya başladığı ve önemli miktarda kum tutmanın gerçekleşmiş olmasına karşın bazı kıyı kesimlerinde kıyı çizgisinin hala 1990 yıllarındaki seviyesine ulaşamadığı tespit edilmiştir.
Kentsel katı atık yönetim sistemlerinin oluşturulmasında farklı karar verme tekniklerinin kullanımı
Sürdürülebilir bir katı atık yönetimi planlaması teknik, çevresel, ekonomik, sosyal ve politik faktörleri içeren karmaşık ve disiplinlerarası bir konudur. Bu tezde, bir kentte katı atık yönetim sistemi kurulurken izlenmesi gereken tüm adımlar, farklı teknikler kullanılarak ele alınmıştır. Bu amaçla, Eskişehir kentindeki katı atıkların fiziksel ve kimyasal analizleri yapılmış ve bu analiz sonuçlarına göre optimum atık yönetim sistemi ve geri kazanım sistemi belirlenmiş, belediyeler için büyük önem arz eden atık toplama ve taşıma rotaları oluşturulmuş ve son olarak düzenli depolama sahası yer seçimi çalışmaları gerçekleştirilmiştir.Tezde, bir yıl boyunca yapılan katı atık analizlerine göre Eskişehir'in kentsel katı atıklarının bileşimi %67 yiyecek atığı, %10 kağıt-karton, %5,6 plastik, %2,5 cam, %1,3 metal, %4 kül ve %9,6 diğer atıklar olarak bulunmuştur. Elde edilen atık karakterizasyonu sonuçlarına göre, Eskişehir kentsel katı atıklarının yönetimi için oluşturulan beş farklı senaryo, Yaşam Döngüsü Analizi (LCA) ve ELECTRE III yöntemleri ile değerlendirilmiş ve Lingo 9.0 yazılımıyla bir karar destek sisteminin yapısı ve uygulaması gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmalara göre, S3 (%15 geri kazanım + %77 kompostlama + %8 düzenli depolama) senaryosunun en uygun senaryo olduğu belirlenmiştir. Geri kazanım sistemi olarak da, Analitik Serim Süreci (ANP) ve ELECTRE III yöntemlerinden elde edilen sonuçlara göre, geri kazanılabilir atıkların başlangıçta evlerde karışık olarak toplanması gerektiği, bunun yanı sıra geri kazanım merkezlerinin oluşturulması ve takiben atıkların ayırma tesislerinde de ayrılması gerektiği görülmüştür. Kentsel katı atık toplama ve taşıma rotaları ise coğrafi bilgi sistemleri (CBS) ve matematiksel modelleme yardımıyla belirlenmiş, bu konuda da mevcut duruma göre önemli iyileştirmeler sağlanmıştır. Son olarak, CBS, uzaktan algılama, ANP ve ELECTRE III yöntemleri kullanılarak, Eskişehir kenti için düzenli depolama sahası yer seçimi yapılmıştır.
Uydu görüntülerinden elde edilen çizgisellikler ve fluviyal yapılar ile neotektoniğin araştırılması
Neotektonizma, yer kabuğunun deformasyonları ve hareketini sağlayan Pliyosen ve sonrası meydana gelen jeolojik ve jeomorfolojik süreçleri inceleyen bir tektonizma alt disiplinidir. Aktif tektonizma olarak da nitelendirilebilen neotektonizma, kalıcı topoğrafyadaki aktif rolü ile jeolojik süreçleri anlamak ve öngörebilmek adına çalışılması gereken bir alandır. Çalışmada uydu görüntülerinden elde edilen çizgisellikler ile uzaktan algılama yöntemleri kullanılarak elde edilmiş sayısal yükseklik modeli kullanılarak çıkartılan fluviyal yapıların tektonizma ile ilişkisi incelenmiştir. Çizgisellikler, jeomorfolojik olarak haritalanabilen lineer yüzey özeliklerinin birbirleri ile kurduğu topolojik ilişkinin ortaya çıkartılması olarak tanımlanmaktadır. Vadiler, sırtlar, litolojik sınırlar, drenaj ağları ve kırılma zonları gibi yüzey yapıları çizgisellikler olarak nitelendirilebilmektedir. Çizgisellik çıkarımı mevcut yapıların bölgedeki genel tektonik yöneliminin belirlenmesi için uygulanan en yaygın yöntemlerden birisidir. Bir başka çizgisel yapı olarak değerlendirilebilecek drenaj ağları, bölgedeki yapısal ve litolojik değişimler hakkında bilgi veren karakteristik unsurlar olarak tanımlanır. Bu değişimler, akarsu gelişimini sürdürürken yapısal özelliklerine eklenen izler olarak gözlemlenir. Drenaj anomalileri olarak da nitelendirilebilecek bu süreksizlikler, uzaktan algılama ve konumsal analizler kullanılarak drenaj sisteminin analiz edilmesi ile saptanabilir. Çalışmada, seçilen bölgelerden elde edilen çizgisellik ve drenaj sistemleri arasındaki ilişkinin bölgenin neotektonik rejimini açıklamak için bir gösterge olduğu düşünülerek, yapıların birincil ve ikincil gerilme eksenlerinin yönelimleri birbirleri ile karşılaştırılmıştır. Bu karşılaştırılma, gül diyagramları üzerinden yapılarak, göstergeleri uzaktan algılama verisinin üzerine yansıtılmıştır. Çalışma, bu bilgiler ile çizgisellikler ve drenaj ağlarının uzaktan algılama yöntemleri ile incelenerek neotektonizmanın araştırılmasını önermektedir.
Comparative analysis of various satellite products through hydrological modeling
Majority of runoff is composed of snowmelt in the eastern part of Turkey, especially in mountainous areas. Monitoring of spatial and temporal change of snow covered area is difficult in hydrological and forecasting studies for such areas and the ground observation data are collected at a point and represent nearby area. Thus, satellites are preferred to follow the change in snow extent by taking of their spatial and temporal resolutions into consideration. In this study, it is aimed to validate commonly used MODIS, MSG-SEVIRI and IMS satellite snow products against the data obtained from 50 ground observation stations in the eastern part of Turkey. However, the optic satellites are affected by cloudiness and different filtering techniques are applied to remove cloud cover. Validation analysis is applied to all steps of filtering and satellite data are compared depending on spatial and temporal resolutions. The stations are classified according to features for better comparative analysis of satellite data and ground observation data. Snow covered area graphics are determined using these three satellite data for Karasu and Murat Basins selected as study areas. Snowmelt Runoff Model is used for hydrological modeling of basins since it takes snow covered area ratio in addition to precipitation and temperature as input. Impact studies of snow cover area derived by different satellites through conceptual hydrological model are interpreted. Furthermore, both hydrological model validation and runoff forecasting studies are applied with parameter sets determined in the calibration period. Deterministic Numerical Weather Prediction data are used for short-term (up until 2 days) runoff forecasting. As a result, a study including the satellite product validation, hydrological modeling and operational use in water resources management is applied.
Çanakkale yerleşim alanında uzaktan algılama ve coğrafi bilgi sistemleri yöntemleri ile olası bir depremde beklenen hasarların değerlendirilmesi
Uzaktan Algılama (UA) ve Coğrafi Bilgi Sistemleri (CBS), bir depremin zararlarının azaltılması, hazırlık, kurtarma, ilkyardım ve yeni yerleşim yerlerinin belirlenmesi gibi süreçlerde kullanılabilecek en önemli yöntemlerdendir. Zemin ve yapılaşma durumları göz önünde bulundurularak UA ve CBS yöntemleri ile gerçekleştirilen bu tez çalışmasında, çalışma alanı olarak, Çanakkale yerleşim alanı seçilmiştir. Gelecekte ortaya çıkabilecek deprem hasarlarının en aza indirgenmesini sağlamak üzere yöneticilerin ve planlamacıların kullanabileceklerini göstermeye yönelik yapıda bir Kent Bilgi Sistemi hazırlanmış ve çalışma alanının depremselliği incelenmiştir. Eldeki veriler değerlendirilerek büyük deprem riski altında bulunan Çanakkale yerleşim alam için olası bir depremde oluşabilecek hasarın beklenen maliyet değerlendirmesinin yapılabilirliği ortaya konmaya çalışılmıştır. Anahtar Kelimeler: UA, CBS, deprem, beklenen değer, hasar maliyeti