HARRAN ÜNİVERSİTESİ GAP 2. MÜHENDİSLİK KONGRESİ Bildiriler Kitabı

Transkript

1 HARRAN ÜNİVERSİTESİ GAP 2. MÜHENDİSLİK KONGRESİ Bildiriler Kitabı GAP BÖLGESİNDE COĞRAFİ TABANLI VERİ GEREKSİNİMİ VE GPS TEN (UYDU GÖZLEMLERİNDEN) YARARLANMA ÇETİN MEKİK Y.Doç.Dr. Müh. Fak. Jeod. ve Fot. Müh. Böl. Karaelmas Üniv. ZONGULDAK ŞENOL KUŞÇU Prof. Dr. Müh. Fak. Jeod. ve Fot. Müh. Böl. Karaelmas Üniv. ZONGULDAK HAKAN AKÇIN Arş.Gör.Dr. Müh. Fak. Jeod. ve Fot. Müh. Böl. Karaelmas Üniv. ZONGULDAK ÖZET Bildiride, Güneydoğu Anadolu Bölgesinde yapımı süren projeler ve bölgedeki kentsel gelişime uygun bir coğrafi bilgi sisteminin kurulmasına ilişkin bölgesel gerekçeler verilerek konunun önemi vurgulanmaktadır. Ayrıca; bu sisteme uygun coğrafi tabanlı verilerin elde edilmesi, günümüz modern teknolojilerinden Küresel Konumlama Sistemi (GPS) ve diğer elektronik sistemlerin kombinasyonlarından yararlanmaya yönelik bilgi, irdeleme ve öneriler sunulmuştur. 1. GİRİŞ Güneydoğu Anadolu Bölgesinin yılları arası 15 yıllık dönem planlaması, Güneydoğu Anadolu Projesi (GAP) adı ile Devlet Planlama Teşkilatı (DPT) tarafından yıllarında bir master plan olarak hazırlanmıştır. Planın ana bileşenlerini hidro elektrik enerji, sulama, sanayi, ulaşım, kentsel ve bölgesel altyapı projeleri oluşturmaktadır. Ana yatırımları DPT tarafından yürütülen proje kapsamında: Türkiye'ki sulanabilir arazinin %20'sinin (1.7 Milyon Ha.) sulanması, Türkiye hidroelektrik enerji potansiyelinin %22'sinin (27 Milyar Kwh) üretilmesi amaçlanmaktadır. Bölgede su ve toprak potansiyelini geliştirmeye yönelik yapılan ve yapılacak yatırımlarla, proje bölgesindeki ha.'lık arazi varlığının, 1988 ve 2005 yılları arasındaki kullanım durumunun, Sulu tarım alanlarının %2.9'dan %22.8'e yükseltilmesi, Kuru tarım alanlarının %24.3'ten %10.7'ye düşürülmesi, Mera alanlarının %36.1'den %27.9'a düşürülmesi, Su yüzeyi alanlarının %1.4'ten %2.8'e çıkarılması şeklinde değişmesi öngörülmektedir. Öte yandan, Sulama ve buna bağlı olarak arazi toplulaştırma projelerinin gerçekleşmesi sonucu bölgede, toprağın veriminin artması, Bölgenin ekonomik ve nüfusa bağlı gelişmesiyle ortaya çıkacak olan kentsel arazi kullanımı; sanayi bölgeleri, kamu yapıları ve su altında kalan altyapı tesislerinin güzergah değişiklikleri vb. nedenlerle kamusal amaca yönelik araziye ait olan ihtiyacın artması, 800

2 Proje Bölgesinde, yılları arasında, yıllık ortalama %4.8 oranında bir nüfus artışının olacağı ve adet kentsel ve 5000 adet de kırsal kesimden yıllık konut talebinin olacağı ile ilgili tahminler, bölgede mevcut kamu arazilerinin iyi değerlendirilmesinin, arazi kullanım kararlarının doğru ve isabetli verilmesinin önemini daha da artırmaktadır. Bu arada, Proje Bölgesi genelinde gerçekleştirilen nazım ve uygulama imar planları, içme suyu uygulama projeleri, çevre düzeni imar planları gibi coğrafi tabanlı plan ve proje hizmetlerinin yıl öncesi durumlarını yansıtan, güncelliğini yitirmiş yetersiz harita ve arazi bilgileri üzerine oturtulduğu da gözlenmektedir. Bu nedenler dolayı, GAP Bölgesinde yapılan ve yapılacak olan büyük yatırımlar ve bu yatırımlardan kaynaklanan sosyal ve ekonomik gelişmelerle, bölge coğrafyasının doğal yapısı ve taşıdığı özellikler, arazi kullanım şekilleri, ulaşım ve altyapı sistemleri, bitki örtüsü, başka bölgelerle kıyaslanmayacak ölçüde farklılaşmakta ve gelişmektedir. Proje bölgesinin bu dinamik coğrafi yapı özelliğinin iyi planlanıp yönlendirilebilmesinde; arazi kullanımı, imar, altyapı vb. toprağa bağlı hizmetlerde doğru kararların alınıp uygulanabilmesinde; Coğrafi tabanlı konumsal ve sözel (öznitelik) arazi bilgilerinin toplanması, saklanması, işlenmesi ve sunulması, Konum (grafik) bilgileri ile sözel bilgilerin ilişkilendirilmesi (Kent-Coğrafi bilgi sistemlerinin oluşturulması), Arazi içerikli her türlü bilgi ve belgenin (harita-planların) güncel ve güvenilir tutulması, proje bölgesi için önemli bir altyapı hizmeti olmaktadır. Günümüzde coğrafi tabanlı verilerin toplanmasında uydu gözlemlerinden -Küresel Konumlama Sistemi-GPS donanım ve yazılımlarından- yararlanılması büyük kolaylık, hız ve ekonomi sağlamaktadır. GPS olarak bilinen bu yöntem ile, atmosferik koşullara, gecegündüz ayrımına, noktalar arası görüş ve mesafe kısıtlaması olmasızın üzerine anten kurulan noktaların X,Y,Z konum bilgileri, anlık gözlemlerle cm duyarlığında, dakika süreli gözlemlerle ise mm incelikte belirlenebilmektedir. Bildiride, önce coğrafi tabanlı verilerin elde edilme yöntemleri kısaca anlatılmakta, GPS ile GPS ölçme yöntemleri ve doğrulukları hakkında genel bilgiler sunulmaktadır; sonra GAP Bölgesi için, coğrafi tabanlı bilgi ve belgelerin GPS konum belirleme tekniği ile değerlendirilmesi, arazi verilerinin toplanmasında ve güncel tutulmasında sağlayacağı kolaylıklar incelenmektedir. Bununla birlikte, GPS uygulamaları ve arazi bilgilerinin toplanması konusunda Üniversitemizce Bursa Metropolitan Alanında ve Kuzey Anadolu Fay Hattı Gerede-Yeniçağ Bölümünde gerçekleştirilen uygulamalardan kazanılan bilgi ve deneyimlere yer verilmektedir. 2. COĞRAFİ TABANLI VERİLERİN ELDE EDİLME YÖNTEMLERİ Coğrafi tabanlı verileri iki grupta toplayabiliriz (Akçın, 1992): Geometrik veriler (konum bilgileri), Doğada nesneye yönelik grafik olmayan alfanümerik veriler. 801

3 Günümüzde verilerin toplanmasında kullanılan yöntemleri iki şekilde özetleyebiliriz: 1 ) Dolaylı ölçme yöntemleri, a-) Grafik altlıkların sayısallaştırıcı (digitizer) ile sayısallaştırılması, b-) Grafik altlıkların tarayıcı (scanner) ile sayısallaştırılması, c-) Sayısal uzaktan algılama görüntüleri, d-) CCD kamera görüntüleri, e-) Yersel ve havai fotogrametri, f-) Dijital video görüntüleri. 2 ) Doğrudan ölçme yöntemleri. a-) Elektronik takeometre veya elektro-mekanik (yarı elektronik) takeometrelerle ve kayıt ünitesi ile ölçmeler, b) GPS gözlemleri ile ölçmeler, c) CBS amaçlı el GPS alıcılarıyla ölçmeler. Doğrudan ölçme yöntemleri ile dolaylı ölçme yöntemleri arasındaki temel farklılıklar ise şu şekilde açıklanabilir: Yersel konumlama sistemleri olan doğrudan ölçme sistemlerinde bire bir karşılaştırma yapılabilir ve sonuç görüntüler istenildiği kadar küçültülerek veya büyültülerek yorum yapılabilir. Dolaylı ölçmelerde ise birebir karşılaştırma yapılamadığı gibi aynı oranda küçültme ve büyültme işlemlerinde büyük hatalar oluşabilir. Doğrudan ölçme yöntemlerinde büyük duyarlıkta ölçme yapılabilirken, dolaylı ölçmelerde altlıklar üzerinde mikron boyutunda ölçme yapılabilirse doğrudan ölçme yöntemlerinin inceliğine ulaşılabilir. 3. KÜRESEL KONUMLAMA SİSTEMİ (GPS) GPS, "Global Positioning System-Küresel Konumlama Sistemi"nin kısaltması olup, Amerika Birleşik Devletleri Savunma Bakanlığı tarafından geliştirilen, yeryüzünden yaklaşık km yükseklikteki yörüngelerde dolaşan yapay uydular aracılığıyla, yeryuvarı üzerindeki ya da uzayındaki noktaların, üç boyutlu konumunu ve zamanı belirleme sisteminin adıdır. Bu sistemde, üzerlerine GPS alıcı antenleri yerleştirilen noktaların birbirlerini görme zorunlulukları olmadan, her türlü hava koşulunda, gecegündüz, hızlı ve duyarlıklı olarak koordinatlandırılması (konumlanması) mümkün olabilmektedir. Bu sistemde bir noktanın konumunun belirlemesinin vektörel olarak gösterilmesi, rp r s eşitliği ile verilebilir (Şekil 1). Burada r uydunun yermerkezli konum vektörü, r p üzerine anten konulan noktanın yermerkezli konum vektörü ve s de uydu ile alıcı arasındaki toposentrik uzaklık vektörüdür (Torge, 1991). Eşitlikteki r vektörü, uydudan gelen bilgiler yardımıyla hesaplanmakta ve s vektörü de GPS alıcısıyla ölçülmekte olduğundan r p vektörü bu bağıntıyla kolaylıkla belirlenebilmektedir. Uzaklık vektörü s, üç (X,Y,Z) koordinat bilinmeyeni içerdiğinden, matematiksek olarak en az üç uydudan yeryüzündeki bir noktaya, eşzamanlı gözlem yapıldığında, bu üç denklemin çözümünden yeryüzündeki noktanın koordinatları elde 802

4 edilebilmektedir. Bunun yanı sıra, uydudan gönderilen sinyalin alıcıya ulaştığı an ise, sinyalin seyahat süresini verecektir. Ancak uyduda kullanılan atomik saatlerin hassasiyeti alıcılarda kullanılan saatlerin hassasiyetinden farklı olduğundan, bu seyahat süresi duyarlıklı olarak belirlenememektedir. Bu durumda sinyalin ulaşma zamanı denklemlere bilinmeyen olarak gireceğinden, üç konum bilinmeyenine bir de saat (zaman) bilinmeyeni eklendiğinde bilinmeyen sayısı dört olacak ve bunun sonucu olarak, alıcı koordinatlarının uydu gözlemleriyle belirlenebilmesi için en az dört uyduya eşzamanlı olarak gözlem yapılması gerekmektedir. Z uydu r s P r p Y X yeryuvarı Şekil 1: GPS ile konum belirlemenin vektörel gösterimi GPS gözlemleri ile ulaşılan temel bilgi, ölçülen zamandan veya alınan sinyal ile alıcıda oluşturulan sinyal arasındaki karşılaştırmaya dayanan faz farklarından türetilen, uydu ile alıcı arasındaki uzunluklardır. Elektronik uzaklık ölçerlerdeki ve elektronik takeometrelerdeki sistemden farklı olarak GPS, iki saatin kullanıldığı tek yönlü ölçüm sistemidir. Bu nedenle GPS, uydu ve alıcı saat hatalarından etkilenmekte ve ölçülen uzunluklara ön-uzunluk (pseudoranges) denilmektedir. Bu gözlemler, kod ve faz ön-uzunluklar olup elektronik uzaklık ölçerlerde (E.U.Ö) kullanılan ölçmelerle benzerlik göstermektedir. Kod ön-uzunlukları, klasik yöntemdeki impuls yöntemine; faz ön-uzunlukları ise, E.U.Ö lerdeki faz farkı ölçme yöntemine yakındır. Burada hatırlanması gereken nokta, klasik yöntemde olduğu gibi, sinyal iki nokta arasında gidip gelmeyip GPS uydularından gönderilen kod ve sinyaller, GPS alıcıları tarafından alınıp ham ön-uzunluklar olarak değerlendirilmektedir. 4. GPS İLE KONUMLAMA YÖNTEMLERİ GPS ile konumlama yöntemleri, mutlak konumlama (nokta konumlaması), bağıl konumlama ve diferansiyel konumladır. Mutlak konumlamada, konumu belirlenmek istenen noktanın üzerine GPS anteni konulur ve eşzamanlı olarak görünümdeki en az dört uydudan elde edilen ön-uzunluk değerleri ile nokta konumlanır (bkz: Şekil 2-a). Bağıl (rölatif) konumlamada ise konumu bilinen bir nokta ile konumlanması istenen noktanın üzerine GPS antenleri yerleştirilir ve her iki alıcı ile eşzamanlı olarak en az dört 803

5 aynı uyduya gözlem yapılır( bkz: Şekil 2-b). İkinci noktanın konumu, koordinatları bilinen noktaya göre (bağıl olarak) hesaplanır. Bu yöntem mutlak konumlamaya göre daha doğruluklu sonuçlar verir (Mekik, 1993). Şekil 2-a: Mutlak konumlama Şekil 2-b: Bağıl konumlama Diferansiyel konumlama kavram itibariyle mutlak ile bağıl konumlamanın bir çeşit kombinasyonudur. Bu yöntemde bir alıcı, koordinatları bilinen referans noktasında sabit kalır, diğeri ise hareketli olup referans noktasından uzaklaşmaktadır. Referans istasyonu ön-uzunluk düzeltmelerini ve oransal uzunluk düzeltmelerini hesaplayıp gerçek zamanda gezici alıcıya gönderir. Gezici alıcı, bu düzeltmeleri ölçülen ön-uzunluklara uygular ve düzeltilmiş ön-uzunluklarla mutlak konumlama yapar. Düzeltilmiş ön-uzunlukların kullanımı, konumlama doğruluğunu artırmaktadır (Hofmann-Wellenhof vd., 1997). 5. GPS ÖLÇME YÖNTEMLERİ Bu yöntemler bağıl konumlama tekniği için geliştirilmiş olup statik ve kinematik ölçme yöntemleri olarak sınıflanabilir. Bunlara, iki yöntemin karışımı olarak algılanabilecek hızlı statik, dur ve git, tekrarlı ölçme yöntemleri de ayrı olarak eklenebilir. Statik yöntemde, bir baz oluşturan iki sabit nokta üzerinde GPS alıcıları tüm gözlem süresince sabit kalırlar. Her iki noktadaki alıcıların eşzamanlı gözledikleri aynı uydulardan elde edilen ön-uzunluklar değerlendirilir. Bu yöntemde ölçmeler boyunca noktalar sabit kaldığından uygulanan çeşitli hesaplama yöntemleriyle konumlar oldukça doğruluklu olarak hesaplanır. Bu yöntem uzun zaman aldığından daha çok yüksek duyarlık gerektiren ve/veya uzun bazlardan oluşan projelerde tercih edilmektedir. Kinematik ölçme yönteminde, alıcılardan biri konumu bilinen bir noktada sabit kalırken diğeri hareket etmekte ve noktaların konumu anlık ya da bir kaç epokluk (bir epok, görünümdeki uydulardan gelen sinyallerin seçilen ölçme aralığındaki bir gözlem süresi olarak tanımlanabilir) gözlem yapılarak belirlenir. Hızlı statik ölçme yöntemi, daha kısa bazlarda ve daha kısa zaman içinde (5-15 dakika) eşzamanlı uydu gözlemleri ile gerçekleştirilir. Burada alıcının biri sabit noktada kalırken diğer alıcı, kısa gözlem aralıklarıyla gezmektedir. Bu yöntemi, kinematik yöntemden ayıran özellik ise, gözlemlerin biraz daha uzunca olması ve her ikili nokta takımının ayrı bir baz olarak statik konumlanmasıdır. 804

6 Tekrarlı (pseudostatic) ölçme yönteminde, alıcılardan biri konumu bilinen referans noktasında devamlı gözlem yaparken diğeri, konumlanacak noktaları gezerek, her biri yaklaşık 10 dakika en az iki gözlem yapar. Tamsayı belirsizliğinin çözümünde kolaylık sağlaması bakımından aynı noktaya ait her yeni gözlem bir öncekine göre 1 saatten 4 saat sonrasına kadar olan süre içinde yapılmalıdır (Eren ve Uzel, 1995). Dur ve git yönteminde alıcılardan biri referans noktasında sürekli gözlem yaparken diğer alıcı önce bilinen bir bazın ucunda en az iki dakikalık gözlem yaparak ölçmelere başlar ve sonra sürekli en az dört uyduyu izlemeye devam ederek diğer noktaları sırayla gezer. Gezici alıcı uğradığı her noktada saniyelik gözlemler yapar. Kinematik ölçme yönteminde kodlar gibi fazlar da kullanılabilmektedir. Faz kullanımında, uygulamaya tamsayı belirsizliğinin çözümü gibi oldukça karmaşık bir hesap girmekteyse de daha hassas sonuçlar üretmesi açısından tercih nedeni olabilmektedir. Kinematik yöntemde ölçmeler arazide yapılıp bittikten sonra büroda hesap yapılabileceği gibi (postprocessing) gerçek zamanda (gözlem anında) da bağıl konumlama yapılabilmektedir. Bu son konumlama türüne, Gerçek Zamanlı Kinematik (Real Time Kinematic) yöntem denilmektedir. Gerçek Zamanlı Kinematik yöntemde, başlangıç tamsayı belirsizliği çözümü ölçmenin başında yapılıp en az dört uyduya (beş ve daha fazla uyduya gözlem duyarlığı artırır) eşzamanlı gözlem yapılmaktadır. Sabit alıcıdan gezici alıcıya veri aktarımı için Veri İletişim Radyoları kullanılır. Gezici alıcı, verileri gerçek zamanda değerlendirip sabit alıcıya göre anlık konumu hesaplar (Eren ve Uzel, 1995). Değerlendirmeler gerçek zamanda yapıldığından her iki alıcının gözlemlediği eşzamanlı uydu sayısı dördün altına indiğinde gezici alıcı hesabı durdurur ve kullanıcı uyarılır, tamsayı belirsizliği tekrar çözümlenerek ölçmelere devam edilir. Üniversitemizin Bursa Metropolitan Alanı Fotogrametrik Haritalama Projesi ve Kuzey Anadolu Fay Hattı Yeniçağ-Gerede Bölümü Deprem Araştırma Projesi kapsamında gerçekleştirdiği uygulamalarda bağıl konumlama nokta konum doğrulukları için Tablo 1 deki sonuçlar alınmıştır. Tablo 1 : Deneysel bağıl konumlama doğrulukları GPS Ölçme Nokta Konum Doğrulukları Yöntemi m x m y m z Statik 3 mm 3 mm 9 mm Hızlı Statik 9 mm 9 mm 15 mm Kinematik mm mm mm Burada, GPS ile hassas konumlama işleminde bir çok hata kaynağının varlığı da unutulmamalıdır. Bu hatalardan bir bölümü, uydu yörünge hataları, yazılım hataları, faz merkezi belirsizliği hatası gibi sistematik hatalar olup, bir bölümü de çokyolluluk (multipath) hatası, tamsayı belirsizliği hatası, atmosferik (iyonosferik ve troposferik) hatalar gibi ortama ve baz uzunluğuna göre değişim gösteren hatalardır. Konumlamada en büyük etkiyi bu ikinci tür hata kaynakları oluşturmaktadır (Mekik, 1997). Özellikle çokyolluluk etkisi, gözlemleri kaba etkilerken; yerleşim alanlardaki yapay manyetik bozucu kaynaklar (radyo ve telsiz vericileri, yüksek gerilim hatları, trafolar vb.), yüksek 805

7 yapılar, dar sokaklar, getirebilmektedir. ağaçlık alanlar GPS ile konumlamayı olanaksız hale 6. GPS İN CBS İLE KULLANIMI Coğrafi Bilgi Sistemi, bölgesel ve yerel kaynak yönetimine yardımcı olan, coğrafi veri tabanı üzerine yapılandırılmış, bilgisayar teknolojisi kullanan bir sistemdir. CBS, planlama, geliştirme ve altyapıların izlenmesi konusunda hızlı karar verme olanağı sağlamakta ve doğal olarak tüm harita bilgilerini içeren sayısal veri kütüğü oluşturmak için temel haritanın yapımıyla başlamaktadır. Sayısal kütükte, genel olarak, bir bilgisayar ekranında çeşitli katmanlarda gösterilebilen yollar, yapılar, bitki türleri, mülkiyet sınırları, toprak türleri ve diğer önemli veri grupları bulunmaktadır. GPS, temel harita yapımında ölçek ve oryantasyonu sağlayan yer kontrol noktalarını oluşturmada önemli bir rol oynamaktadır. GPS aynı zamanda CBS bilgilerinin güncelleştirilmesinde ve yeni bilgilerin kütüklere kaydedilmesinde de kullanılabilmektedir. Bu yenileme, konumunu belirlemek için CBS ye dahil edilmesi düşünülen noktanın üzerine GPS alıcısının konulup, zaman ve koordinatlarla betimlemek amacıyla ilgili nesne kodunun girilmesiyle yapılır (HofmannWellenhof, 1997). Harita üretildikten ve CBS veri tabanı oluşturulduktan sonra veri tabanını güncelleştirmek için değişiklikler ve düzeltmeler sık sık yapılmalıdır. Bölgenin yeniden haritasını yapmak amacıyla tekrar uçmak çok pahalı olacağından, veri tabanına yerleştirilecek ilave noktaların koordinatlarını belirlemede GPS ten istifade edilebilir. Bunun için örneğin, yol boyunca hareket esnasında bilgi toplamada ekipmanlı minibüsler kullanılmaktadır. GPS minibüsün konumunu sürekli olarak belirlerken video kameraları ve diğer aletler de verileri toplamakta ve böylece çok çeşitli özellikler ve öznitelikler kaydedilebilmektedir (Petkovic vd., 1997). Gezici GPS alıcısının konum doğruluğu diferansiyel GPS in kullanımıyla artırılabilir. Gelişmiş ülkelerde karayolları kurumları, bu yöntem kullanılarak yola ilişkin tüm önemli öznitelikleri kapsayan bir veri tabanı geliştirmiş olduğundan kaynaklarını daha iyi yönetmektedirler (bkz: Şekil 3) (Jensen, 1997). Şekil 3: CBS için veri toplayan bir GPS alıcısı ve bir video yerleştirilmiş ölçme aracı 806

8 Ancak, GPS'in Coğrafi Bilgi Sistemi amaçlı kullanımı sırasında yetersiz kaldığı durumlar da söz konusu olmaktadır. Bu aşamada, GPS ile elektronik takeometreler ile kullanımı uygun ve yeterli çözüm sağlamaktadır. Bu kombinasyonun kullanımına örnek olarak, bölgedeki mülkiyet sınırlarının belirlenmesi, santiye alanları ile arazinin topoğrafik ve fiziksel (halihazır) durumunun belirmesi verilebilir. Özellikle kentsel alanlarda yapılan CBS uygulamalarında, 5. bölümün sonunda belirtilen GPS e ilişkin olumsuzlukların ortadan kaldırılması, hızlı ve yüksek duyarlıklı ölçmelerin yapılabilmesi için bu tür kombinasyonlar gözönüne alınabilir. Uygulamada iki farklı yaklaşım gözönüne alınabilmektedir. Bunlar, Yüksekliklerin, yerel ortometrik yüksekliklere entegrasyonunda GPS-Elektronik takeometre (Total Station) kombinasyonu, Konum belirlemede GPS - Elektronik takeometre kombinasyonu CBS uygulamalarında kullanılan yükseklik sistemi, yerel ortometrik yüksekliklerdir. Ancak, GPS ile WGS 84 elipsoit yükseklikleri kullanılmakta ve bu tür elipsoidal yükseklikler elde edilmektedir. Bu iki sistem arasında geçişin sağlanabilmesi için yerel ortometrik yüksekliği bilinen bir çok noktada GPS ile gözlem yapılarak bir modellemeyle geoit yüzeyinin elde edilmesi gereklidir. Günümüzde bir çok geoit belirleme yöntemi mevcut olmasına karşın, CBS uygulamaları için yeterli doğruluğa sahip GPS - Elektronik takeometre kombinasyonu en hızlı ve pratik bir ölçme yöntemi olmaktadır (Akçın, 1997). Konum belirleme çalışmalarında ve bilhassa kentsel alanlardaki uygulamalarda, GPS - Elektronik takeometre kombinasyonu başarılı sonuçlar vermektedir. Bu yöntemde amaç, GPS in kullanılabildiği alanlarda takeometri için çıkış olanağı sağlayacak noktaların koordinatlarının GPS ile belirlenmesi, bu noktalarda kurulan elektronik takeometre ile detay (ayrıntı) ölçmelerinin yapılarak, CBS ye konu olan nesnelerin konum koordinatlarının elde edilmesidir. Günümüzde elektronik takeometrelerin yaklaşık 2 mm + 2 ppm doğrulukla 3-7 km arası baz ölçebilme ve 0,5-1 doğrulukla açı ölçebilme yeteneklerinin olması, çıkış yaptıkları GPS noktalarından oldukça yüksek doğruluklu konum belirlemesine olanak sağlamaktadır. GPS in diğer kullanım şekli ise kinematik olarak topoğrafik ölçmelerdir. GAP bölgesi gibi engellerin az olduğu arazilerde, gezici bir GPS alıcısı jalonetler ya da bir taşıt üzerinde (örneğin, arazi taşıtı) dolaştırılarak arazinin planı çıkarılabilir. Noktaların yatay konumu ve yükseklikleri her saniye belirlenebilmekte ve üzerine alıcı monte edilmiş araç sürat yaparken bile sıklıkla nokta konumlanabilmektedir. Kinematik ölçmelerden elde edilen değerlerin işlenmesi ve çizilmesi otomatikleşmiş olduğundan proje teslimleri çok kısa sürede geçekleştirilebilmektedir. Ancak, bu işlemlerden elde edilen elipsoidal yüksekliklerin GPS - Elektronik takeometre kombinasyonuyla belirlenen geoit ile ortometrik yüksekliklere dönüştürülmesi gerekmektedir. 7. GAP BÖLGESİNDE GPS TEKNOLOJİSİNDEN YARARLANMA ALANLARI Bağımsız hareket edebilme, doğrudan koordinat elde edebilme, hassas ölçme yapabilme ve çok büyük alanlarda doğrudan ölçme yapabilme gibi bir çok avantaja sahip GPS 807

9 teknolojisinden GAP bölgesinde yararlanmak kaçınılmaz bir olgudur. Bu amaçla GAP'ta GPS'in kullanım alanlarını şu şekilde özetlemek mümkündür Haritalama Çalışmalarında Jeodezik Ağ Oluşturma Jeodezik ağların konvansiyonel gözlemler için oluşturulmasında bir istikşaf önemli bir yer tutmaktadır. İstikşafı önemli kılan nedenlerden bazıları olarak şunları gösterebiliriz: Ağdaki noktaların birbirlerini görme zorunluluğu, Ağdaki noktaların arasındaki mesafenin sınırlı olması, Ağı oluşturan üçgenlerin yaklaşık eşkenar üçgen şeklinde olması, dolayısıyla bir şekil şartının olması. Ancak; GAP gibi çok geniş bir alana yayılmış, kendi yapısından kaynaklanan zaten bir takım sınırlamaları olan önemli bir projede bu tür sınırlamamaların olmaması istenir. Bu zorluklar kolaylıkla GPS teknolojisi ile aşılabilir Mevcut Haritaları Güncelleştirme İçin GPS Kullanımı GAP bölgesi için daha önce yapılmış haritaların ele alınan projeler için yeniden güncelleştirlmesinde ve eksik bilgilerin bu haritalar üzerine işlenmesi çalışmaları, kinematik ve gerçek zamanlı kinematik GPS ölçmeleriyle kolaylıkla yapılabilir. Ayrıca; iki boyutlu planimetrik haritalar, çok hızlı ve hassas bir biçimde üç boyutlu topoğrafik haritalar haline getirilebilir Altyapı Tesislerinin Haritalanması Çalışmalarında GPS Kullanımı Altyapı tesisleri olan, kanal, kanalizasyon, yeraltından geçen elektrik, PTT hatları ve diğer yeraltı yapılarının kadastrosunun oluşturulmasında GPS'in kullanımı, yapılan çalışmalara büyük hız ve doğruluk sağlayacaktır. Bu amaçla, belediyeler ait altyapı istasyon noktaları olan bacalar, rogarlar, su pompa istasyonları, su aktarım yerleri ve daha başka önemli noktalar kinematik, hızlı statik ve gerçek zamanlı kinematik GPS ile ölçülerek harita üzerine hızlı ve doğruluklu olarak işlenebilir. Bunun yanı sıra, yeraltı kadastrosu oluşturma çalışmalarının yapıldığı her kesit hattı süratle GPS ölçmeleri yardımıyla planlara dahil edilebilir Sulama Tesisleri, Yol ve Derivasyon Hatlarının Konumlanmasında, Güzergah Planlarının Yapılmasında GPS Kullanımı GAP kapsamında bitmiş ya da yapımı sürmekte olan sulama tesisleri, yollar ve derivasyon hatlarının konumlarının belirlenmesi, bu tesislerin geçtiği hat boyunca CBS için envanter bilgilerinin hazırlanması GPS ve özel veri toplayıcılarla oldukça zahmetsiz bir biçimde yapılabilir. Örneğin, bir mobil taşıt üzerine yerleştirilen GPS alıcısı ile gerçek zamanlı kinematik GPS yöntemi kullanılarak hat boyunca konumlama yapılabilir. Bununla birlikte, tesisi düşünülen bir yapının geçeceği hattın güzergah planları çok hızlı ve yeterli doğrulukta GPS ile gerçekleştirilebilir GAP Bölgesindeki Tesislerin Deformasyonlarının İzlenmesinde GPS Kullanımı Günümüzde GPS teknolojisiyle; uygun ölçme yöntem ve koşullarıyla gerekli indirgemeler yapıldığında, yatay konumlamada 1-2 mm, düşey konumlamada ise 2-3 mm doğrulukla 808

10 ölçmeler yapılabilmektedir. Bu duyarlıkta ölçme yapabilen bir teknoloji ürününden diğer bir yararlanma olanağı da kuşkusuz milyarlarca dolarlık yatırımların yapıldığı baraj ve kanal gibi önemli mühendislik yapılarının deformasyonlarının izlenmesidir. Toprak dolgu veya beton gövdeli barajların su tutumundan itibaren oturuşma ve deplasman hareketlerinin izlenmesi zorunluluğu ortaya çıkmaktadır. Örneğin, Atatürk Barajının su tutumundan itibaren kretinde çatlakların oluşması tehlike sinyali olarak algılanmalıdır. Dünyada bu tür çok büyük baraj felaketleriyle karşı karşıya kalınmıştır (bunlarla ilgili istatistikler için bkz: Hoşbaş, 1992). Baraj gövdesi ve diğer yer yapılarındaki hareketlerin izlenerek hareket vektörlerinin çıkarılması ve hareketlerin beklenen değerlerin altında tutulması için gerekli önlemlerin alınabilmesi için en kısa sürede GAP kapsamındaki tüm baraj ve kanallarda jeodezik deformasyon gözlemlerinin yapılması önem arzetmektedir. Bütün bunların yanı sıra; GAP bölgesinin, Kuzey ve Güney Anadolu Fay Hatlarının arasında kalması ve bölgenin sürekli Arabistan plakasının sıkıştırma etkisi altında olması, bölgedeki diğer önemli su kanalları ve tesislerini bu etkinin tehlikesiyle karşı karşıya bırakmaktadır. Bu tesislerde süratle deformasyon ağlarının kurulması ve GPS gözlemleriyle yatay ve düşey deformasyon hareketlerinin izlenerek sonuçlarının irdelenmesi gerekmektedir. Günümüzde; Jeodezik deformasyon ağları ve GPS ölçmeleri dışında, bu denli büyük alanı ucuz, hızlı ve kolaylıkla kontrol altına alabilecek ve deformasyonlarını izleyecek başka bir yöntem ve techizatın olmayışı da bu GPS teknolojisinin bir üstünlüğü olmaktadır. 8. SONUÇLAR GAP Bölgesinde, özellikle büyük yerleşme merkezleri ile ilgili güncel ve güvenilir harita bilgileri gereksiniminin klasik yöntemlerle sağlanması hem sürat hem de ekonomiklik açısından mümkün görülmemektedir. Bölgede su ve toprak potansiyelini geliştirmeye yönelik olarak yapılan ve yapılacak olan yatırımlar, proje bölgesindeki arazi varlığının kullanımını değiştirmektedir. Bu değişimin en iyi takibi güncelleştirmeye uygun bir CBS ile mümkündür. Proje Bölgesi genelinde, yıllık ortalama %4.8 oranında bir nüfus artışının olacağı gözönüne alınarak, yapılan ve yapılması planlanan nazım ve imar planları, içme suyu uygulama projeleri, çevre düzeni imar planları gibi coğrafi tabanlı plan ve proje hizmetlerinin hızla, doğru, güvenilir ve ekonomik olarak ancak CBS'nin GPS ve diğer modern ölçme yöntemleriyle birlikte kullanımıyla mümkündür. Bölgedeki tüm güncelleştirme çalışmalarında; altyapı ve sulama tesislerinin, yol ve derivasyon hatlarının konumlandırılmasında GPS, çok ekonomik ve süratli bir çözüm sağlayacaktır. Yine aynı bağlamda, bölgede ulusal kaynakların önemli bir bölümünün harcandığı baraj ve kanalların uzun yıllar ülkeye hizmet etmesini düşünmek en doğal istektir. Bu mühendislik yapılarının kısa bir süre sonra gövdelerinde ve bulundukları zeminde meydana gelecek çatlak ve hareketlerden etkilenerek, büyük çaplı deformasyonlara uğramadan, maddi ve insani kayıplara yol açılmaksızın bu tür hareketlerin periyodik olarak izlenerek olası önlemlerin alınması gerekmektedir. GAP Bölgesi gibi çok büyük bir alanı, ucuz, hızlı ve kolaylıkla denetim altına alabilecek ve deformasyonları izleyebilecek GPS'ten başka doğrudan çözüm sağlayan bir teknoloji bulunmamaktadır. 809

11 KAYNAKLAR Akçın, H. (1992): "Maden Haritacılığında Otomasyon ve Bilgi Sistemleri." TKİ Hizmetiçi Eğitim Semineri, Hacettepe Üniv., Zonguldak. Akçın, H. (1997) : Determination of Most Suitable Numerical Geoid Modelling for GPS/GIS: A Case Study. In: The International Symposium on GIS/GPS, Istabul- 97, Turkey. Eren, K., T. Uzel (1995): GPS Ölçmeleri, YTÜ Matbası, Yayın No:31 Hofmann-Wellenhof, B., H. Lichtenegger, J. Collins (1997): GPS : Theory and Practice, 4 th Edition, Springer-Verlag Wien, New York, ISBN Hoşbaş, G. (1992): "Baraj Deformasyonunun Belirlenmesinde Jeodezik Yaklaşımların İrdelenmesi ve Bir Öneri." Doktora Tezi, YTÜ, Istanbul. Jensen, H.V. (1997): "Dynamic Road Surveying" Geomatics Info Magazine, vol.11, no.9. Mekik, Ç. (1993): Tropospheric Path Delays in GPS Relative Positioning. The UKGA General Assembly, Oxford, UK. Mekik, Ç. (1997) : Topospheric Delay Models in GPS. In: The International Symposium on GIS/GPS, Istanbul, September 15-19, Turkey. Petkovic, M.S., D. Mitrovic, S. Djordjevic-Kajan (1997): Application of GIS and GPS in Automatic Vehicle Location System. The International Symposium on GIS/GPS, Istabul-97, Turkey Torge, W. (1991): Geodesy, 2 nd Edition, Walter de Gruyter & Co. Berlin-New York, ISBN