KOORDİNATLANDÎRILMIŞ FOTOGRAMETRİK MODELDEN HACİM HESABI

Transkript

1 KOORDİNATLANDÎRILMIŞ FOTOGRAMETRİK MODELDEN HACİM HESABI Dr. Yıhnoz ERKANLI Batı Almanya 1. Genel Yöntem Koordinatlandırılmış fotograrnetrik model kavramı arazi şeklînfn koordinatlarla belirlenmesinde kullanılır. Arazi şeklinin koordinatlarla belirtilmesi üç yöntemle gerçekleştirilebilir. Birincisi fotogrametrik yöntem, ikincisi takeometrik yöntem, üçüncüsü ise mevcut haritalardan arazi yüzeyinin koordinatlanması yöntemidir. Adı geçen üç yöntemin beraberce uygulanmasıyla da arazinin koordinatlarla belirlenmesi sağlanabilir yıllarının başlangıcında koordinatlandırılmış modellerin yol yapımı proçjelerinde kullanıldığı bilinmektedir. Geçen 24 yıl içinde koordinatlandırılmış arazi modelinin çeşitli amaçlarla kullanılması ilgi ile izlenmiştir. Bu süre içinde bilgisayar teknolojisindeki gelişme ve programlama yöntemlerindeki yeni tasarımlar sonucu olarak koordinatlandırılmış modellerle harita yapımı ve hacim hesaplarının ekonomik olarak gerçekleştirilmesi olanakları doğmuştur. Koordinatlandırılmış model fotogrametrik ölçü yönteminde çok yönlü olarak uygulanmaktadır. Örnek olarak; koordinatlandırılmış yükseklik modeli, sınır modeli, yükseklik ve sınır modeli gibi... Fotogrametrik hacim hesabı koordinatlandırılmış modelden yararlanarak yapılır. Koordinatlandırılmış modelden hacim hesabı yapabilmek için önce hacim hesabı yapılacak alan sınırlandırılır. 19

2 Bu sınır içinde kalan alanın önceden belirlenmiş bir düzleme veya düzlemlere göre hacmi hesaplanır. 2. KoonJtnatlcnTdınlrnış Modelden Hacim Hesabının Kullanıldığı Hizmetler, Koordinatlandırılmış modellere bağlı olarak hacim hesaplamaları çeşitli amaçlar için gerekli olmaktadır. Bunlar arasında; Taşocakları, Kömür ocaklarından elde edilen cevherin miktarını ve tüketi mini belirleme, Barajlardaki su rezervini hesaplama, Kentsel düzenlemelerde, yol yapımında, ve diğer inşaat işle rinde hafriyat miktarını belirleme, Kömür havzalarındaki toprak çöküntülerinde denetim ve haf riyat miktarını hesaplama, 20

3 Fazla yağış vb. nedenlerle kayan toprak kütlelerinin mikta rını hesaplama, Arazi topografyasının yeniden düzenlenmesiyle elde edilen plana uygun topoğrafik durum ite planlama öncesi topoğrafik durom arasındaki haoim farkını belirleme, Yukarıda verilen örneklere eklenebilecek daha pekçok uygulama alanı düşünülebilir. Özetle; insan ve makina gücüyle, ya da doğanın etkinliklerinin bir sonucu olarak yeri değiştirilen, çıkarılan, biriktirilen ya da depolanan toprak yığınları ile doğal kaynaklar hacim hesaplamasının konusudur. Bu oluşumlar ve bu oluşumların yer değiştirmesi belirli harcamalar yapılarak gerçekleşir. Yapılacak harcamaların gerçeğe uygun olarak planlanması ve hesaplanabilmesi için, oluşan ve yeri değiştirilecek kütlelerin öncelikle hacimlerinin bilinmesi gerekir. 3. Yöntemin Açıklanması Genellikle hacim hesaplamaları fotogrametrik veya topoğrafik yöntemlerle yapılır. Bu yazıda, fotogrametrik olarak hacim he&aplama yöntemi ile topoğrafik olarak hacim hesaplama yöntemi karşılaş tırılacaktır. Fotogrametrik yöntem deyimi ile hava fotogrametrisi yöntemi söz konusu edilmektedir. Fotogrametrik yöntemle hacim hesaplaması işi aşağıda açıklandığı şekilde yapılır : 3.1. Nirengi ve Poligon Noktalarmrn Tesisi a) Baz noktalarının tesisi Fotogrametrik yöntemde model ölçeğinin belirlenmesi için koordinatlarıyla bilinen noktalar, veya başlangıç ve bitim noktaları bilinen uzunluklar, ya da noktalar ve uzunluklar beraberce ölçeğin belirlenmesinde kullanılır. Uygulama bölgesinde bulunan nirengi ve/veya poligon noktaları hava resimlerinde görülebilecek biçimde uçuştan önce arazide işaretlenir. Mevcut nirengi ve/veya poligon noktaları model ölçeğinin belirlenmesi için yeterli olmayacaksa noktalar sıklaştırılır ve yardımcı baz uzunlukları alınır. Hacim hesaplanacak alan iki modelin kaplayacağı alandan daha büyükse modellerin kıymetlendirilmesi için gerekli kot ve baz noktalarının hava niıengisi yöntemiyle belirlenmesi daha ekonomik olur. 21

4 b) Yükseklik noktalarının belirlenmesi Yükseklik noktaları genel olarak uçuştan sonra belirlenir. Yükseklik noktası olarak resimlerde belirgin olan topoğrafik noktalar seçilir; yol kavşakları, çit köşeleri, sınır doğrultularının yol eksenlerini kesen uzantı noktaları gibi noktalar bu tür topoğrafik noktalar arasında sayılabilir. Seçilen bu noktaların yükseklikleri nivelman yapılarak belirlenir ve hesaplanır Çalışıra Alanının Uçuşunun Yapılması Hacim hesaplaması yapılacak alanda genellikle bitki örtüsü bulunmaz. Hacmi hesaplanacak alanların bu özelliği işaretlenmiş noktaların hava resimlerinde görünmemesi tehlikesini ortadan kaldırır. Bu nedenle, uçuşların ilkbaharda ya da sonbaharda yapılması zorunluğu yoktur. Ayrıca, hacim hesaplanacak alanların uçuşu, yakın çevredeki diğer çalışma alanlarının uçuşları ile birlikte de yapılabilir. Resim ölçeğinin seçimi istenen doğruluk derecesi ile bağımlıdır. Genellikle +/ 10 cm incelikte yükseklik ölçülmesi istenir. Bu incelik için geniş açılı kamera ile çekilmiş 1 :6000 ölçekli fotoğrafa gereksinilir Modellerin Ölçülmesi Çekilen fotoğraflar incelenerek çalışma alanını kaplayan modeller ayrılır. Üzerinde çalışılacak bölgenin sınırları belirlenir. (Şekil : 1 ve 2) de görüldüğü gibi; hesaplanacak hacmi çevreleyen sınır noktaları, nirengi/poligon ve kot noktaları, haeim hesabı için öngörülen diğer noktalar - genellikle hesaplanacak alanı örten karesel bir ağ -ve arazinin eğim değiştiren noktaları vb. noktaların koordinatlar! ölçülür. Sözü geçen karesel ağın kenar uzunlukları hacmi hesaplanacak bölgenin engebe durumu incelenerek seçilir. Çok engebeli bir bölgede karesel ağın kenar uzunlukları kısa -10/20 m gibi - seçilir. Hacim hesaplanacak bölgenin içindeki noktaların inferpolasyonunu yapabilmek için karelaj ağının ve arazi noktalarının ölçüleri bu bölgenin dışına taşırılır. Bu taşırma alanı, hacim hesaplama yöntemine bağlı olarak hesaplanır. Bazı hallerde, modellerde ölçülecek arazi kırık noktalarının sayısını azaltmak olanaklıdır. Bu olanak, özellikle, kömür ve cevher yığınlarının ve taşocakları hacimlerinin hesaplan- 22

5 masında kullanılır. Ufak yığınaklar halindeki toprak, taş veya kömürler tek tek ölçülmeyip bir blok oluşturularak ölçülebilir. (Şekil: 3). Şekil : 3 Hacmi Hesaplanacak Sahadaki Münferit Yığmakların Blok Olarak Ölçülmesi Bu yolla ölçülecek geometrik şekillerde, ortalama düzlemin belirleri- ' meşinde, düzlemin üstünde ve altında oluşan boşluk hacimlerinin eşit olması ilkesi göz önünde bulundurulur Hacim Hesabı Hacim hesapları aşağıda özetlendiği gibi yapılır. Ölçülen modellerin sayısal yöntemle mutlak ayarlarının yapıl ması ve koordinatların dengelenmesi, Hacmi hesaplanacak bölgenin dik açılı karelaj ağının kesiş me noktalarının interpolasyon yöntemi ile koordinatlarının hesaplan ması. Hacim hesaplamasına esas olacak yüzey veya yüzeylerin be lirlenmesi : Bölgenin engebe durumuna göre ya sınır noktalarından geçen tek bir ortalama düzlem ya da çok sayıda düzlem seçilir. Ara zi çok engebeli ise birden çok ortalama düzlem seçilmesi hacim he sabında gerçeğe daha uygun bir sonuç verir 23

6 Karelaj ağına göre oluşturulan hacim prizmalarının toplamı aranan hacmi verir. (Şekil : 4). Özetlenmiş olan hacim hesapları, bilgisayar yardımı ile çok ekonomik ve hızlı bir şekilde yapılabilir. 4. Foîogrametriik ve Topoğrafik Hacim Hesaplama Yöntemlerinin Karşılaştırılması İki yöntem karşılaştırılırken, burada ayrıca topoğrafik yöntemin bilinen bilgilerinin tekrarına gerek görülmemiştir. Bu karşılaştırmada, uygulamada hangi yöntemin daha ekonomik olabildiği belirtilmeye çalışılmıştır. Fotogrametrik yöntemde arazi fotoğrafları hacim hesaplamasında temel alındığından ve fotoğraflar istendiğinde korunarak saklanabildiğinden dolayı, anlaşmazlık hallerinde veya denetim gerektiğinde, fotoğraflar üzerinde tüm bilgilerin yeniden incelenmesi ve değerlendirilmesi kolayca başarılabilir. Belirli aralıklarla fotoğraf çekilmesi halinde ise, zaman içinde oluşacak değişiklikler bütün ayrıntıları ile incelenebilir. Topoğrafik 24

7 yöntemle yapılacak ölçülerde ise, yalnızca, ölçülen noktaların koordinatları bilgi olarak kalır. Anlaşmazlık olduğu ve denetim gerektiği takdirde arazinin ilk durumunu gösteren gerçek verilerin yokluğu yöntemin uygulanması için bir noksanlık olarak değerlendirilir. Fotogrametrik yöntemle model ölçüleri yapılırken, modele üç boyutlu olarak ve kuş bakışı bakılabildiğinden, ölçülmesi gereken noktaların optimal olarak seçimi ve arazi kırık noktalarını blok ola rak ölçme olanakları topoğrafik yönteme oranla daha elverişlidir. Çünkü topoğrafik yöntemde gene! olarak araziye yandan bakıldığın dan, öndeki engebeler gerideki birçok engebeyi örtebilir; dolayısıyla, optimal nokta ölçüsü ve blok olarak nokta ölçümü olanakları çok azalır. Bazı koçullar nedeniyle, ölçülmesi gereken bölgeye girme veya bu bölge içinde uygun yerlere ulaşma güçlüğü olabilir. Taşocaklarında, kömür yığınlarında, bazı açık maden ocaklarında, heye lan alanlarında karşılaşılabilen bu güçlükler topoğrafik yöntemin kullanılmasını ve topoğrafik yöntemden yeterli bir sonuç alınmasını engelleyebilir. Fotogrametrik yöntem bu tür güçlüklerden tamamen bağımsız olarak kullanılabilir. Hacim hesaplanacak bölgeler genellikle çok engebeli olur lar. Bu nedenle, hacmin istenen incelikte hesaplanabilmesi için çok sayıda noktanın ölçülmesi gerekir. Fotogrametrik yöntem kıymetlen dirme aletinde kolayca, ve istendiği sayıda nokta seçimine elverişli dir ve bu iş oldukça az bir zaman içinde yapılabilir. Buna karşılık to poğrafik yöntemle ölçülecek her noktaya ölçü mirasının veya elek tronik uzaklıkölçer reflektörünün götürülmesi zorunluğu hem daha çok zaman harcanmasına, hem de ölçülecek nokta sayısının arazi ölçüsü sırasında belirlenmesine gerek gösterir. Bir defa ölçü bitince yeniden nokta alımı için araziye gidilmesi, yeni masraflar ve zaman kaybı nedeniyle olanaksız olur. Hesaplanacak hacmin istenen incelikte olması; 1) Hacimde istenen inceliğin gerektirdiği arazi kırık noktalarının tümünün ölçül mesi, 2) Bu kırık noktalarının gerekli incelikte ölçülmesi

8 koşullarına bağlıdır. Birinci koşul, daha önce açıklandığı gibi, fotogrametrik yön temle daha ekonomik olarak sağlanır. İkinci koşul ise her iki yön temle de sağlanabilir. Topoğrafik yöntemle yapılan ölçüler, uygun donanım ve yöntem seçimi ile, daha incelikli de olabilir. Fakat bu 25