Uydu görüntülerinden arazinin güneş yansıma katsayılarının belirlenmesi ve sayısal yükseklik modeli üzerinden eğik radyasyon modelinin oluşturulması

Birçok güneş radyasyonu modelinde, gerçek değerlere yakın sonuçlar elde etmek için fiziksel ölçümler ve matematiksel modellerin bir kombinasyonu kullanılmaktadır. Ancak bu hesaplamalarda genellikle yatay bir yüzey kullandığından arazi yüzeyindeki engebelere ve gölgelere bağlı değişimler göz ardı edilmektedir. Tüm bunlara ek olarak albedo değeri, klasik güneş radyasyonu hesaplama formüllerinde göz ardı edildiğinden albedo etkili toplam güneş radyasyonu değeri ancak 3 boyutlu arazi modeli ve albedo etkisi göz önüne alınarak hesaplanabilmektedir. 2 boyutlu değerlendirmelerde toplam radyasyon doğrudan ve dağınık radyasyonun toplamı olarak tanımlanmaktadır. Çalışmalar, 3 boyutlu ortamda gerçekleştirildiğinde ayrıca yansıyan radyasyon değeri ortaya çıkmaktadır. Yansıyan radyasyonun hesaplanması için çalışılan pikselin albedo değerine ve eğim değerine ihtiyaç duyulmaktadır. Bu çalışmada; uygun yer seçiminde göz önüne alınacak en önemli gösterge olan global güneş radyasyonu hesabının yapılması için klasik yatay düzlemde hesap yapan formüllere ve uygulamaların aksine bölgenin gerçek radyasyon ve güneşlenme süresini belirleyebilmek için 3 boyutlu sayısal yüzey modeli kullanmak amaçlanmıştır. Ayrıca; küresel güneş radyasyonu hesabına albedo değerleri vasıtasıyla yansıyan radyasyon etkilerinin de hesaplanarak toplam radyasyon değerine etkilerinin irdelenmesi amaçlanmıştır. Çalışma kapsamında, Karaman'ın güneyinde 1.600 km² büyüklüğünde bir alan test bölgesi olarak seçilmiştir. Bu bölge, yüksek güneş enerjisi potansiyeline sahip olması, engebeli alanlar içermesi ve albedo değeri açısından çok farklı arazi yüzeyleri içermesinden dolayı seçilerek farklı bölgelerdeki sonuçların incelenmesi gerçekleştirilmiştir. Google Earth Engine (GEE) platformu aracılığıyla yaz ve kış mevsimleri için 10 metreye kadar mekânsal çözünürlüğe sahip SENTINEL 2A atmosfer etkileri düzeltilmiş uydu görüntüleri kullanılarak GEE platformu üzerinden yazılan kodlar yardımıyla albedo değerleri hesaplanmıştır. Karlı yüzeyler için kış döneminde albedo değeri 0,86 olarak, açık renkli binalar için ise yaz döneminde 0,36, kış döneminde ise 0,28 olarak hesaplanmıştır. Buradan referans değerlere yakın sonuçlar elde edilerek güneş gelme açısından dolayı yaz ve kış aylarında yüzeylerin farklı albedo değerleri alabileceği de irdelenmiştir. Piksellerin yaz ve kış dönemi için albedo değerleri hesaplandıktan sonra 5 metre çözünürlüklü sayısal yüzey modelleri yardımıyla yansıyan radyasyonun hesaplanabilmesi için piksellerin eğimleri hesaplanmıştır. Burada yansıyan radyasyon hesaplanırken gereken toplam radyasyon değerlerinde gölgelenme etiketlerini de hesaplanabilmesi için ArcGIS Area Solar Radiation modülünden yararlanılarak 3 boyutlu güneş haritaları oluşturulmuştur. Sonuç olarak, özellikle yüksek eğimli yamaçlarda yansıyan radyasyonun toplam radyasyona etkisinin %5 ila %7 oranında artış meydana getirebileceği belirlenmiştir.