ARAZi KULLANIM KABİLİYET SINIFI BİLGİLERİNİN TOPOĞRAFYA BİLGİLERİYLE BİRLİKTE ANALİZİ: KOCAELİ İLİ UYGULAMASI

Transkript

1 ARAZi KULLANIM KABİLİYET SINIFI BİLGİLERİNİN TOPOĞRAFYA BİLGİLERİYLE BİRLİKTE ANALİZİ: KOCAELİ İLİ UYGULAMASI JOINT ANALYSIS OF LAND USE CAPABILITY CLASS DATA WITH TOPOGRAPHY: THE KOCAELI PROVINCE CASE STUDY Erhan Alparslan, Cihangir Aydöner TUBITAK-Marmara Araştrırma Yer ve Deniz Bilimleri Araştırma Enstitüsü, Gebze ÖZET Arazi kullanım kabiliyeti sınıfı (AKKS) bilgileri Başbakanlık Köy Hizmetleri Genel Müdürlüğü tarafından Türkiye nin illeri için hazırlanan toprak haritalarında bulunan önemli bilgilerden birisi olup arazinin tarımsal ürün yetiştirmek için uygunluğunu belirler. Arazi verimlilik durumuna göre çeşitli toprak çokgenleriyle tanımlanır. Her çokgenin ise 1 ile 7 arasında değişen bir AKKS değeri bulunur. Bu değer 1 veya 2 ise tarıma en elverişli arazi, 3 veya 4 ise bazı kısıtlamalarla tarım uygulaması yapılabilen arazi, 6 veya 7 ise tarımsal ürün yetiştirmeye elverişsiz, mera/orman tipi kullanıma veya sanayii/yerleşime aşılması gereken araziyi temsil eder. AKKS değerlerinin yükseklik verileri ile birlikte analizi, tarım için hem AKKS hem de topoğrafya açısından en uygun araziyi göstermesi bakımından yer bilimcilere, ziraat mühendislerine, arazi kullanım planlayıcılarına yorumlamaya ve planlamaya elverişli bir araç sunar. Bu çalışmada, Kocaeli İlinin sayısal yükseklik verileri 1: ölçeğinde sayısal olarak 7.5 dakika x 7.5 dakika boyutlarında Harita Genel Komutanlığından temin edilmiş, paftalar CBS ortamında bütünleştirilerek bütün ilin sayısal arazi yükseklik modeli (SYM) oluşturulmuştur. SYM düzenli/düzensiz aralıklarda bir seri yükseklik ölçümü ile yüzeyi en iyi şekilde taklit etmektedir. SYM nin başlıca uygulamaları arasında, arazi eğimi, bakı, arazi tepe gölgesi, drenaj ağı, havza sınırları, görünürlük analizi, stereo görüntü çiftlerinin yaratılması, yeryüzü yüzeyinin üç boyutlu ağ yapısının yaratılması gelmektedir. SYM sayısal yükseklik verilerinden, düzensiz üçgen ağı (TIN), düzenli aralıklarda yatay/dikey hatlar, eş yükselti eğri ve profillerinden yaratılmıştır. TIN, düzensiz aralıklarda örneklenmiş yüksekliklere uyan bitişik üçgen yüzleriyle verinin değişik aralıklara dağılımını sağlamaktadır. TIN yaratılırken eşit yükseklikli üç köşenin oluşturduğu düz üçgenler belli yükseklik ve koordinat bilgi bulunan ilave ara noktalarla düzeltilmiş, böylece daha yumuşak yapılı bir model oluşmuştur. Yapay renklendirilmiş AKKS görüntüsü, SYM den türetilen tepe gölgesi verisi ile şiddet ton doyum ortamında karılarak renklerini AKKS görüntüsünden, rölyef bilgisini ise tepe gölgesi verilerinden alan ve AKKS nin topoğrafya bilgileriyle birlikte görüntülendiği bir ürün elde edilmiştir. Anahtar Sözcükler: Arazi Kullanım Kabiliyet Sınıfı, Topoğrafya, Veri Karma, Şiddet Ton Doyum Dönüşümü ABSTRACT Land use capability class (LUCC) information being one of the most significant information available on soil maps prepared for Turkey s provinces by the Rural Affairs General Directorate of the Prime Ministry indicates the suitability of the land for agricultural crop growth. The land is described by several soil polygons according to land fertility. Each polygon has an LUCC value varying between 1 and 7, 1 and 2 denoting land most suitable for agriculture, 3 and 4 denoting land, where agriculture may be practiced under some restrictions, 6 and 7 denoting land that should be allocated for forestry, settlement or industry type usage. Joint analysis of LUCC with topography offers a precious tool to agricultural engineers, land use planners and earth scientists revealing the most suitable land for agricultural purposes both from LUCC and topography point of view. In this study digital elevation data of the Kocaeli Province was purchased from General Commander of Mapping in digital map sheet format, which were merged in GIS environment to create the digital elevation model (DEM), which simulates the terrain the best by a series of measurements at regular/irregular 1

2 intervals. Land slope, aspect, hill shade, drainage network, watershed boundaries, visibility analysis, creation of stereo image pairs, creation of a three dimensional network structure of earth surface are among applications of DEM, created from digital elevation data by triangulated irregular network (TIN), vertical/horizontal lines at regular intervals, iso-elevation curves and profiles. TIN has adjacent triangular faces matching elevations sampled at irregular intervals, thus providing data distribution at variable intervals. LUCC map painted in various colors according to the LUCC values was merged by the hill-shade image in the intensity hue saturation domain to create a three dimensional view image having spatial resolution from the hill-shade image and the color information from the LUCC map. Key Words: Land Use Capability Class, Topography, Data Fusion, Intensity Hue Saturation Transformation 1. GİRİŞ Ülkemizin sahip olduğu arazi varlığının korunması, kullanılması ve geliştirilmesi açısından bir çok bilgiyi birlikte gösteren haritaların üretilmesi önemli avantajlar sağlar [1]. Başbakanlık Köy Hizmetleri Genel Müdürlüğü tarafından Türkiye nin tüm illeri için hazırlanan toprak haritalarında yer alan önemli bilgilerden Arazi Kullanım Kabiliyet Sınıflarının yükseklik verileri ile birlikte analiz edilmesi ile elde edilen haritalar önemli altlık olarak kullanılabilir. Söz konusu haritaların hem ziraatçılar hem de plancılar için önemli veri kaynağı olduğu kuşkusuzdur. Bu çalışmada, Kocaeli İlinin sayısal yükseklik verileri 1: ölçeğinde sayısal olarak 7.5 dakika x 7.5 dakika boyutlarında Harita Genel Komutanlığından temin edilmiş, paftalar CBS ortamında bütünleştirilerek bütün ilin sayısal arazi yükseklik modeli oluşturulmuştur. Bu işlem esnasında ayrıca, Kocaeli İli Arazi Varlığı envanterlerinde bulunan 1/ ölçeğindeki haritalardan yararlanılmıştır. Sayısal yükseklik modeli (SYM) düzenli/düzensiz aralıklarda bir seri yükseklik ölçümü ile yüzeyi en iyi şekilde taklit etmektedir. SYM nin başlıca uygulamaları arasında, arazi eğimi, bakı, arazi tepe gölgesi, drenaj ağı, havza sınırları, görünürlük analizi, stereo görüntü çiftlerinin yaratılması, yeryüzü yüzeyinin üç boyutlu ağ yapısının yaratılması gelmektedir. SYM sayısal yükseklik verilerinden, düzensiz üçgen ağı (TIN), düzenli aralıklarda yatay/dikey hatlar, eş yükselti eğri ve profillerinden yaratılmıştır. TIN, düzensiz aralıklarda örneklenmiş yüksekliklere uyan bitişik üçgen yüzleriyle verinin değişik aralıklara dağılımını sağlamaktadır. TIN yaratılırken eşit yükseklikli üç köşenin oluşturduğu düz üçgenler belli yükseklik ve koordinat bilgi bulunan ilave ara noktalarla düzeltilmiş, böylece daha yumuşak yapılı bir model oluşmuştur. Yapay renklendirilmiş AKKS görüntüsü, SYM den türetilen tepe gölgesi verisi ile görüntü işleme literatüründe de veri karma olarak bilinen bir yöntemle şiddet ton doyum ortamında karılarak renklerini AKKS görüntüsünden, rölyef bilgisini ise tepe gölgesi verilerinden alan ve AKKS nin topoğrafya bilgileriyle birlikte görüntülendiği bir ürün elde edilmiştir. Bu çalışmada kullanılan sayısal toprak ve topoğrafya haritaları, TUBITAK-MAM ın 1999-yılında yapmış olduğu Kocaeli Valiliği desteği ile gerçekleştirilen 2. AKKS Haritasının Hazırlanması AKKS bir arazinin tarımsal açıdan kullanılabilirliğini ifade etmektedir Marmara Depremi sonrası TUBITAK-MAM ın Kocaeli Valiliği desteği ile gerçekleştirmiş olduğu Kocaeli İlinde Yeni Yerleşim Alanlarının Uzaktan Algılama ve CBS Teknolojisi ile belirlenmesi projesi esnasında ilin sayısal arazi kullanım kabiliyet sınıflarının haritası hazırlanırken ilin arazi varlığı bilgilerinden yararlanılmıştır[2]. Bu bilgiler, Türkiye nin her ili için TOPRAKSU (Toprak ve Su İşleri) tarafından çeşitli yıllarda hazırlanmıştır. Hazırlanan 2

3 bu haritalar Başbakanlığa bağlı Köy Hizmetleri Genel Müdürlüğü tarafından sayısallaştırılmış olup belirli bir ücret karşılığı temin edilebilmektedir. Yapılan çalışmada analog ortamdaki 1/ ölçeğindeki haritalar üzerinde yer alan her poligon sayısallaştırılarak belirlenen kontrol noktaları ile UTM koordinat sistemine dönüşümü yapılmıştır. Poligonların öznitelik değerlerinden birisi olan arazi kullanım kabiliyet sınıf (AKKS) değeri ise veri tabanına girilmiştir. Veri tabanında bulunan 1 ve 2 numaralı sınıfların iyi tarım arazileri olmasına karşılık 3 ve 4 numaralı arazilerde tarım ancak bazı tahditlerle yapılabilmektedir. Düz, derin, iyi drene, verimli ve kolay işlenir arazilerin AKKS si 1 dir. 2. sınıf olanlar ise her çeşit bitki yetiştirmeye 1 den daha az elverişli arazilerdir. Toprak, topografya, yüzey akımı olarak şiddetli tahditli tarım yapılabilen 3. sınıfın yanı sıra, 4. sınıf derinlik, taşlılık, yaşlık/meyil olarak çok şiddetli tahditli tarım yapılabilen arazileri simgelemektedir. Tarım arazisi olarak değerlendirilemeyen arazilerden, 6. sınıf sürüm yapılamayan, ancak mera ve ağaçlık saha olarak kullanılabilen arazileri, 7. ve 8. sınıf ise, tarıma elverişsiz, zayıf mera veya orman ağacı dikilebilen arazileri temsil etmektedir. Kocaeli ili AKKS durumunu gösteren sayısal harita diğer veriler ile yapılacak olan analizler için Şekil-1 de görüldüğü gibi hazırlanmıştır. 3. Sayısal Yükseklik Modelinin Hazırlanması Yukarıda sözü geçen Kocaeli İli Yeni Yerleşim Alanlarının Belirlenmesi projesi esnasında ilin sayısal yükseklik modelini yaratmak için il sınırları dahilinde yer alan 1/ ölçekli sayısal yükseklik paftaları HGK dan satın alınmıştır. Kocaeli ilinin tamamına ait sayısal arazi modelini hazırlamak için her bir pafta teker teker ele alınarak TIN modeli oluşturulmuştur. TIN modeli oluşturulurken eşit yükseklikli üç köşenin oluşturduğu düz üçgenler belli yükseklik ve koordinat bilgisi bulunan ilave ara noktalarla düzeltilmiş, böylece daha yumuşak yapılı bir model oluşmuştur. Tüm paftalara ait yükseklik birleştirilerek bütün ilin sayısal arazi modeli oluşturulmuştur (Şekil-2). Şekil-1. Kocaeli İli Arazi Kullanım Kabiliyet Sınıfları 3

4 Şekil-2. Kocaeli İli Sayısal Yükseklik Modeli Oluşturulan sayısal arazi modeli yardımı ile bir arazinin eğim, bakı, aydınlanma durumu, drenaj ağları ve havza sınırlarını otomatik olarak üretmek mümkündür. SYM den türetilen aydınlanma görüntüsü arazinin kuzeybatıda yapay bir aydınlatma kaynağından yüzeye ışık yansıtarak yansıma değerlerinden gölgeli bir kabartma görüntüdür. Bu görüntüden vadiler, tepeler ve ovalar belirgin olarak gözlenmektedir. Şekil-3 te Kocaeli ili için oluşturulan aydınlanma görüntüsü verilmektedir. Şekil-3. Kocaeli İli Arazi Aydınlanma Durumu 4

5 4. Veri Karma Veri karma işleminin amacı farklı kaynaklardan elde edilen veri setlerinin uygun şekilde birleştirilerek anlamlı bilgiler içeren tek bir veri setine dönüştürmektir. Aydınlanma görüntüsünün AKKS haritasıyla birleştirilmesi veri karma yöntemiyle gerçekleştirilmiştir. Şekil-1 de sınıflarına göre farklı renklerle ifade edilen AKKS haritası, kırmızı yeşil mavi (RGB) ortamından şiddet ton doyum (IHS) dönüşümüyle şiddet ton doyum ortamına dönüştürülmüştür. Şiddet bileşeninin yerine aydınlanma görüntüsünü alarak tekrar kırmızı, yeşil, mavi ortamına dönüştürülmesiyle konumsal çözünürlüğünü aydınlanma görüntüsünden, renk çözünürlüğünü ise AKKS haritasından alan üç boyutlu hissi veren bir görüntü elde edilmiştir. Şekil-4 te verilen bu görüntü, toprak bilimcileri, ziraat mühendisleri ve ilin arazi kullanım planlamacıları için önemli bir altlık niteliğindedir[1,3,4]. 5. Sonuçlar Toprak verilerinin topoğrafya bilgileriyle birlikte analizi büyük bir önem taşımaktadır. Bir alanın topoğrafyasını incelemek, üçüncü boyut olan yükseklik bilgisini analizlere katarak iki boyutlu analizlerle mümkün olmayan daha kapsamlı analizlerin yapılmasını sağlamaktadır. Bunun nedeni, bazı arazilerin tarıma elverişli olmalarına rağmen topoğrafya açısından elverişli olmamasıdır. Yüksek eğimi olan arazilerin tarım amaçlı kullanılması, toprak kaybına ve erozyona neden olacağı için sakıncalıdır. Bu durumun analizi, hangi arazinin hem AKKS hem de arazinin yüksekliği açısından tarıma elverişli olduğunu ortaya çıkaracaktır. Bu bakımdan, bu çalışmada Kocaeli ilinin sayısal yükseklik modelinin yaratılması gereği ortaya çıkmıştır. Şekil-4. Sayısal Arazi Modeli ve AKKS Karma Haritası 5

6 KAYNAKÇA 1. C. Aydöner, E.Alparslan, A.S. Dönertaş, M. E. Özel, H. Yıldırım, Yozgat İli Sayısal Arazi Kullanım Kabiliyet Sınıflarının Arazi Yükselti Modeli ile Analizi, SIU 2001, Kıbrıs 2. TUBITAK-MAM Kocaeli İli Yeni Yerleşim Alanlarının Uzaktan Algılama ve Coğrafi Bilgi Sistemi Teknolojileriyle Belirlenmesi Proje Sonuç Raporu, H. Yıldırım, E. Alparslan, S. Elitaş, Creation of a Cartographic Interpretation Means from Digital Elevation Model by IHS Transform, M.Şefik Yeşilsoy International Symposium on Arid Region Soils, YISARS, September.1998, Menemen-İzmir 4. H. Yıldırım, E. Alparslan, S. Elitaş, M.E. Özel, C. Aydöner, M. Çetin, B.Erkan, Three Dimensional Modeling in Eastern Marmara Region, Earth Prognostics World Forum, SEISMIC SAFETY OF BIG CITIES, September.1998, Istanbul 6