PLANLAMA AKTĐVĐTELERĐ ĐÇĐN 3-BOYUTLU KENT MODELĐ ÖRNEK UYGULAMASI: HAYDARPAŞA TREN ĐSTASYONU, HAYDARPAŞA LĐMANI VE GERĐ SAHASI

Transkript

1 TMMOB COĞRAFĐ BĐLGĐ SĐSTEMLERĐ KONGRESĐ Kasım 2009, Đzmir PLANLAMA AKTĐVĐTELERĐ ĐÇĐN 3-BOYUTLU KENT MODELĐ ÖRNEK UYGULAMASI: HAYDARPAŞA TREN ĐSTASYONU, HAYDARPAŞA LĐMANI VE GERĐ SAHASI S. Buhur 1, L. Ross 2, G. Büyüksalih 1, I. Baz 1 1 BIMTAS, Evliya Celebi Mah. Mesrutiyet Cad. No:88 (Eski TUYAP Binasi) Tepebaşı Đstanbul sancar_buhur@yahoo.com, gbuyuksalih@yahoo.com, ibaz@bimtas.com.tr 2 Berlin Institute of Technology, Department of Landscape Architecture and Environmental Planning, Straße des 17. Juni 145, Secretariate EB 5, Berlin/Germany, lutz.ross@tu-berlin.de ÖZET Kâğıt üzerinde 2 boyutlu anlaşılması zor olan veriler, bilgisayar ortamında modellenerek algılanabilirlikleri arttırılmaktadır. Farklı verileri kullanabilme, algılama kolaylığı ve görsellik sağlamasından dolayı 3-boyutlu kent modelleri farklı meslek grupları tarafından kullanılmakta ve karar verme sürecinde doğru tespitlerin yapılmasını kolaylaştırmaktadır. Bu çalışmada, Haydarpaşa bölgesinde Haydarpaşa garı, limanı ve geri sahasını içerecek şekilde 3-boyutlu kent modeli uygulaması yapılmıştır. MARMARAY projesiyle bu alanda yer alan yapılar önemini kaybedecektir. Bu sebeple bölgenin yeni bir fonksiyonda planlanması ihtiyacı doğmuştur. Sonuç kent modeli üzerinde plancılar tarafından bölgeye ilişkin senaryoların 3-boyutlu görsel analizleri yapılabilmiş ve bu süreç yeni planlama modelinin oluşturulmasında doğru kararların alınmasına katkı sağlamıştır. Anahtar Sözcükler: Modelleme, Fotogrametri, Planlama, Haydarpaşa, 3B kent modeli ABSTRACT 3D CITY MODELLING FOR PLANNING ACTIVITIES, CASE STUDY: HAYDARPASA TRAIN STATION, HAYDARPASA PORT AND SURROUNDING BACKSIDE ZONES, ISTANBUL Data which are 2D on papers can be modeled using computers to increase their perceptions. With the ability of using different types of data, perception and visualization advantages, 3D city models are used for varied jobs and facilitate to make right decisions. In this study, 3 dimension city modeling application containing Haydarpasa train station, harbor and back side zone is done. By finishing the Bosporus Tube Transition (Marmaray) Project, Haydarpasa Train Station and its completing structures will lose their functions. For this reason, it is needed a new plan with new functions for the region. New planning scenarios designed by city planners are visually analyzed using the model and it is contributed to city planners to make right decisions during processes of planning. Key words: Modeling, Photogrammetry, Planning, Haydarpasa, 3D city model 1. GĐRĐŞ 3-boyutlu kent modelleri; mimari tasarımların, şehrin sunumunda ve değerlendirilmesinde sıkça kullanılmaktadır. (Döllner vd. 2006, Kibria vd , Song vd. 2009, Ross vd. 2009). 3-boyutlu geo-informasyon teknolojilerinin getirdiği görselleştirme kapasiteleri ve animasyon desteği ile mimarlar, şehir plancıları ve karar vericiler, tasarımları mevcut durum içinde görüp değerlendirme yapabilmektedirler. Bu değerlendirmelerin yapılabilmesi için öncelikle 3- boyutlu kent modelinin oluşturulması gerekmektedir. Đkinci aşamada mimari tasarımlar modele eklenmektedir. Eş zamanlı olarak yapılacak olan 3-boyutlu kent modellemesi ve tasarım çalışmaları, bölgenin daha iyi anlaşılmasını sağlayıp olası tasarım hatalarının önlenmesine yardımcı olmaktadır. Ayrıca, düşünülen tasarımların birbirleri ile karşılaştırılmasına olanak sağlamaktadır (Lange vd. 2004). Özetle bu teknolojinin kullanılması, planlama çalışmaları sırasında iletişim ve bilgilendirme işlemlerinin yapılmasını kolaylaştırmakta sonuç olarak daha şeffaf ve iyi tasarımların hazırlanmasına imkan tanımaktadır. Çevresel etkenler, idare çokluğu, politik sebepler ve diğer faktörler planlama kararlarının verilmesinde etkili olmaktadır. Bu sebeple, çalışmalar süresince tasarımlar değişebilmekte, güncellenerek farklı ölçeklerde modeller oluşturulmaktadır. Hazırlanan bu planların 3-boyutlu olarak kent modeli içerisinde sunulması çalışma süresi ve maliyetleri azaltmaktadır. Bu çalışmada, Đstanbul Haydarpaşa bölgesinde 3-boyutlu kent modelinin nasıl üretildiği ve senaryo çalışmalarında nasıl kullanıldığı detaylandırılmıştır. Kent modeli, Autodesk firmasının Landxplorer yazılımı kullanılarak oluşturulmuştur. 2. ÇALIŞMA ALANI, YÖNTEM VE KULLANILAN VERĐLER 2.1 Çalışma alanı Haydarpaşa bölgesi Đstanbul Boğazı nın Anadolu yakasında yer almaktadır. Đstanbul Metropoliten Alanı içinde deniz, kara ve tren ulaşımının yapıldığı iki merkezden birisidir. Bölge ağır ulaşım yükü taşımakta olup Harem Otogarı,

2 Planlama Aktiviteleri için 3-Boyutlu Kent Modeli Örnek Uygulaması: Haydarpaşa Tren Đstasyonu, Haydarpaşa Limanı ve Geri Sahası Haydarpaşa Limanı ve diğer küçük durakları kapsamaktadır. Ek olarak bölgede tarihi öneme sahip, Đstanbul un Anadolu ya açılan kapısı olan Haydarpaşa Garı yer almaktadır. MARMARAY Projesinin tamamlanması ile Haydarpaşa Garı, Haydarpaşa Limanı ve gar geri sahası içinde yer alan, bakım ve onarım atölyeleri, depolar ve silolar gibi yapılar önemini kaybedecektir. Bölge Boğaz kenarında olması sebebiyle, Tarihi Yarımada, Galata, Beyoğlu ve Beşiktaş ile görsel bir bütünlük taşımaktadır. Bu yüzden Şekil 1 de verilen bölgeleri kapsayan alan içinde kent modeli üretilmiştir. 2.2 Yöntem Şekil 1: Çalışma alanı 10cm çözünürlüklü dijital hava fotografları ile sayısal yükseklik modeli (SYM) kent modelinin oluşturulmasında kullanılan temel verilerdir. Đlgi alanında yer alan binaların çatıları stereo hava fotograflarından 3-boyutlu olarak çizilmiştir. Modelin görselliğini arttırmak amacıyla çok sayıda landmark ve koruma altındaki binalar dış cephe kaplamaları ile beraber LOD3 seviyesinde modellenmiştir. Ek olarak, 1/1000 lik haritalardan temin edilen ulaşım ağı, tren yolları, ağaçlar vs vektör veriler ile modelin bütünlüğünü tamamlayacak olan 3-boyutlu şehir objeleri modele eklenmiştir. Temel düzeyde üretilen kent modeli, eklenen vektör verilerin özniteliklerine göre sorgulanabilmekte ve şehir plancıları tarafından farklı senaryoların modele entegrasyonunda ve değerlendirilmesinde kullanılabilmektedir. Modelde kullanılan veri tipleri ve işlem akışı Şekil 2 de verilmiştir. Şekil 2: Modelde kullanılan veri tipleri ve işlem akışı 2.3 Sayısal yükseklik modeli ve orto-görüntüler Çalışma alanına ait sayısal yükseklik modelinin oluşturulması aşamasında 5m gridli, 4 blok halindeki x-y-z koordinat değerleri raster haline dönüştürülmüş ve mozaiklenmiştir. Veri örneği ve sonuç sayısal yükseklik modeli, Şekil 3 te gösterilmiştir.

3 Buhur, Ross, Büyüksalih, ve Baz Şekil 3: X-Y-Z değerleri ve oluşturulan sayısal yükseklik modeli Ayrıca, çalışmada 50 cm çözünürlüklü orto-görüntüler altlık olarak kullanılmıştır. Görüntüler mozaiklenerek kullanıma hazır hale getirilmiştir (Bkz. Şekil 4). 2.4 Vektör veriler Şekil 4: Çalışma alanı orto-görüntü mozaiği Modele eklenecek olan binalar, ulaşım ağı, ağaçlar, tren yolları vb vektör veriler, 1/1000 ölçekli haritalardan CBS verisi olarak temin edilmiştir. Çatı çizimleri yapılmamış alanlar için bina tabanları ve kat yükseklikleri kullanılarak detay seviyesi 1 de katı model oluşturulmuştur. Diğer vektör veriler, direk olarak modele eklenmiştir Boyutlu objeler Süleymaniye ve Sultanahmet Camileri, Galata Kulesi gibi önemli landmarklar ile araba, köprü, yükleme vinçleri vb gibi görselliği arttıracak olan objelerde modele eklenmiştir. 2.6 Çatı modelleri Haydarpaşa bölgesi için çatıların sayılaştırılmasında 10cm çözünürlüklü stereo hava fotograflarından yararlanılmıştır. Menscisoftware firmasının Zmap Photo yazılımı kullanılarak görüntülerin öncelikle iç ve dış yöneltmeleri yapılmıştır. Yöneltme işlemleri tamamlanınca çatıların 3-boyutlu olarak sayısallaştırılmasına başlanmıştır. Şekil 5 te 3-boyutlu çatı sayısallaştırılmasına örnek çizimler verilmiştir.

4 Planlama Aktiviteleri için 3-Boyutlu Kent Modeli Örnek Uygulaması: Haydarpaşa Tren Đstasyonu, Haydarpaşa Limanı ve Geri Sahası Şekil 5: 3-boyutlu çatı çizimleri Çizimi biten çatılar, daha sonraki aşamalarda binaların modellenmesinde kullanılmak üzere, çatılar ve çatı tabanları olmak üzere faklı iki poligon tabakasına ayrılmışlardır. 3. ÜÇ BOYUTLU KENT MODELĐ Proje için üretilen 3-boyutlu kent modeli Autodesk Landxplorer Studio Professional yazılımı kullanılarak üretilmiştir. Kent modelinin oluşturulmasına öncelikli olarak mevcut sayısal yükseklik modeli ve orto-görüntü mozaiğinin uyumunun sağlanması ile başlanmıştır. Đkinci aşamada binalar modele eklenmiştir. Binaların modele eklenmesinde 3 farklı yöntem uygulanmıştır. Đlk yöntemde, stereo hava fotolarından sayısallaştırılan çatı modellerinden 3-boyutlu poligonlar oluşturulmuştur. Bu işlem için, çatıyı oluşturan her bir parça poligona dönüştürülmüştür. Şekil 6 da 3- boyutlu çatı poligonu örneği gösterilmiştir. Şekil 6: 3-boyutlu çatı poligon örneği Çatılar 3- boyutlu poligonlara dönüştürülürken, çatılar; çatı geometrisi oluşturan parçalar ve çatı tabanı olmak üzere iki tabakaya ayrılmışlardır. Çatı verisinin orijinal yüksekleri içermesi avantajından yararlanılarak çatı tabanları zemine indirilmiş ve binalar olarak kabul edilmişlerdir. Daha sonra diğer tabakadaki çatı geometrisini oluşturan parçalar modele eklenip detay seviyesi 2 de seviyesinde modeller oluşturulmuştur. Binalar oluşturulurken uygulanan ikinci yöntem, 1/1000 haritalardan temin edilen bina tabanlarının bina kat adetlerine göre yükseltilmesidir. Binalar yükseltilirken ortalama kat yüksekliği olarak 2,8m değeri alınmıştır. 3. yöntem olarak ise Studio Max yazılımı ile üretilen yapılar modele eklenmiştir. Üretilen kent modelinde 3 farklı detay seviyesi (level of detail LOD) bulunmaktadır. Şekil 7 de kırmızı olarak görülen alanlar LOD 2 seviyesinde modellenmiş binaları göstermektedir. Açık gri olarak görülen alanlar ise LOD1 seviyesidir. Toplamda civarı binanın tanesi LOD 2 olarak modellenmiştir.

5 Buhur, Ross, Büyüksalih, ve Baz Şekil 7: Farklı detay seviyesinde binaları gösteren kent modeli LOD 3 seviyesinde modellenen binalar, tarihi binalar veya idare tarafından istenen binalar olarak sınırlandırılmışlardır. Bu düzeye bir örnek, Şekil 8 de gösterilmiştir. Şekil 8: LOD 3 seviyesinde modellenmiş bina örneği Üretilen kent modelini daha fazla detaylandırmak amacıyla Haydarpaşa Limanı ve Garı nı içeren Selimiye ve Rasimpaşa Mahalleleri alt çalışma alanları olarak seçilmiştir. Bu alt çalışma alanlarına, konumları 1/1000 lik haritalardan üretilen 3 boyutlu ağaç modelleri eklenmiştir. Haydarpaşa Garı geri sahasında yer alan köprü orijinal yükseklik değerleri dikkate alınarak 3B olarak oluşturulmuş ve modele entegre edilmiştir. Bunun dışında, çalışma alanının görselliğini etkileyen liman sahasındaki konteynırlar yine mevcut yükseklik değerlerine göre modele aktarılmışlardır. Şekil 9 da modellenen Haydarpaşa Garı ve Limanı, Şekil 10 da ise geri sahası gösterilmektedir. Şekil 9: Modellenen Haydarpaşa Garı ve Limanı

6 Planlama Aktiviteleri için 3-Boyutlu Kent Modeli Örnek Uygulaması: Haydarpaşa Tren Đstasyonu, Haydarpaşa Limanı ve Geri Sahası Şekil 10: Gar ve liman geri sahası 4. DEĞĐŞĐK PLANLAMA SENARYOLARININ DEĞERLENDĐRĐLMESĐ Hazırlanan model, bölgenin mevcut durumunu gösterdiğinden şehir plancılarına tasarımlarını modele eklemek ve sonuçlarını mevcut durum ile 3B olarak değerlendirme imkanı tanımıştır. Bölge için tasarlanan kültür, ticaret, turizm vb fonksiyonlara sahip yapılar modele LOD1 düzeyinde eklenmişlerdir. Her bir senaryo için hazırlanan farklı niteliklerdeki binalar modele eklenmiş ve renklendirilmiştir. Ayrıca değişik boy ve yüksekliklerde kurvaziyer gemiler modele eklenerek Haydarpaşa Limanı na yanaşmaları durumunda Boğaz siluetini nasıl etkileyeceği değerlendirilmiştir. Yapılan senaryo çalışmalarına bir örnek, Şekil 11 de verilmektedir. Diğer senaryo örneklerinde bina konumları, şekilleri, bina fonksiyonları ve kat sayıları ile yükseklikleri değiştirilmiştir. Kurvaziyer gemi sayıları azaltılarak hazırlanan senaryo örnekleri birbiri ile karşılaştırılmıştır (Bkz. Şekil 12). Şekil 11: Senaryo örneği Oluşturulan model ve farklı senaryolar, CityGML formatına export edilerek kullanıcılara teslim edilmektedir. Bu format, 3B kent modellerinin sunumunda genel bir formattır ( CityGML, objelerin görsel özelliklerini barındırmasının yanında, tematik bilgilerini koruyan, sayısal arazi modeli ile binaların, köprülerin, bitki örtüsünün, şehir mobilyaları vb modele eklenen objelerinin birbirleri ile olan ilişkilerini de barından bir formattır.

7 Buhur, Ross, Büyüksalih, ve Baz Şekil 12: Farklı senaryoların karşılaştırılması Şehir plancıları tarafından yeni tasarımlara ek olarak değerlendirilen bir başka konuda senaryo tasarımları sonucunda Boğaz siluetinin nasıl etkileneceği olmuştur. Analizlerde ilk olarak Boğaz siluetini etkileyen binalar tespit edilmiş, bu binaların yükseklikleri dikkate alınarak yeni tasarımların Boğaz siluetini bozması engellenmiştir. Siluet çalışmasına örnek, Şekil 13 te verilmektedir. 5. SONUÇLAR Şekil 13: Siluet örneği Çalışmanın temel amacı; Haydarpaşa Limanı, Haydarpaşa Gar ve geri sahası ile bu bölge ile etkileşim içersinde olan alanlar için 3B kent modeli oluşturmaktır. Elde edilen bu temel model, görsel gerçekliği arttırmak için zenginleştirilmiştir. Şehir plancılarının tasarımları modele entegre edilerek analizleri yapılmıştır. Şekil 14 te çalışma alanın gerçek durumu ile aynı alanın modeli yan yana sunulmaktadır. Orijinal içeriği ve güncelliği yansıtması açısından kent modelinin gerçeğe yakınlığı dikkat çekicidir. Üretilen 3B kent modelinin ya da sanal yeryüzünün (Kibria et al. 2009) planlama çalışmalarının kolaylıkla entegre edilebildiği altlık olduğu anlaşılmıştır.

8 Planlama Aktiviteleri için 3-Boyutlu Kent Modeli Örnek Uygulaması: Haydarpaşa Tren Đstasyonu, Haydarpaşa Limanı ve Geri Sahası KAYNAKLAR Şekil 14: Çalışma alanın gerçek durumu ve kent modeli Autodesk (2009): Autodesk LandXplorer Online resource: Son görüntüleme 6 th March Döllner, J., Kolbe, H.K., Liecke, F., Sgouros, T., Teichmann, K., The virtual 3D city model of Berlin managing, integrating and communicating complex urban information. 25 th International Symposium on Urban Data Management UDMS, Aalborg, May, Kibria, M.S., Zlatanova, S., Itard, L. & Dorst, M. van 2009: GeoVEs as Tools to Communicate Urban Projects: Requirements for Functionality and Visualization. In: Lee, J. & Zlatanova, S. (Eds.): 3D Geo-Information Sciences. Springer. Berlin. Lange, E., Petschek, P. & Stuppäck, S Präsentation von Planungen. Der Einsatz von neuen Medien und 3D- Visualisierungen beim Wettbewerb Zürich-Leutschenbach. Stadt + Grün, 7, Ross, L., Bolling, J., Döllner, J. & Kleinschmit, B. 2009: Enhancing 3D City Models with Heterogeneous Spatial Information: Towards 3D Land Information Systems. In: Sester, M., Bernard, L. and Paelke, V. (Eds.): Advances in GIScience. Proc. of the 12th AGILE Conf June 2009, Hannover. (to appear 02 nd June 2009). Song, Y., Wang, H., Hamilton, A. & Arayici, Y. 2009: 3D Applications for Urban Planning by 3D Scanned Building Data and Geo-spatial Data. In: Lee, J. & Zlatanova, S. (Eds.): 3D Geo-Information Sciences. Springer. Berlin.