EGE ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ (YÜKSEK LİSANS TEZİ)

Transkript

1 EGE ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ (YÜKSEK LİSANS TEZİ) KIYI ALAN KULLANIMLARINDAKİ DEĞİŞİMİN UZAKTAN ALGILAMA TEKNİKLERİ İLE İZLENMESİ (MONITORING) ÜZERİNE BİR ARAŞTIRMA Birsen KESGİN Peyzaj Mimarlığı Anabilim Dalı Bölüm Kodu: Sunuş Tarihi: Tez Danışmanı: Prof. Dr. Engin NURLU Bornova-İZMİR

2 II

3 III Birsen KESGİN tarafından yüksek lisans tezi olarak sunulan Kıyı Alan Kullanımlarındaki Değişimin Uzaktan Algılama Yöntemleri İle İzlenmesi (Monıtorıng) Üzerine Bir Araştırma başlıklı bu çalışma, E.Ü Lisansüstü Eğitim ve Öğretim Yönetmeliği ile E.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü Eğitim ve Öğretim Yönergesi nin ilgili hükümleri uyarınca tarafımızdan değerlendirilerek savunmaya değer bulunmuş ve tarihinde yapılan tez savunma sınavında aday oybirliği/oyçokluğu ile başarılı bulunmuştur. Jüri Üyeleri: İmza: Jüri Başkanı: Prof.Dr. Engin NURLU Raportör Üye: Prof. Dr. Ümit ERDEM Üye : Prof. Dr. Ünal ALTINBAŞ

4 IV

5 V ÖZET KIYI ALAN KULLANIMLARINDA VE ARAZİ ÖRTÜSÜNDEKİ DEĞİŞİMİN UZAKTAN ALGILAMA YÖNTEMLERİ İLE İZLENMESİ( MONITORING) ÜZERİNE BİR ARAŞTIRMA. KESGİN, Birsen Yüksek Lisans Tezi, Peyzaj Mimarlığı Bölümü Tez Yöneticisi: Prof. Dr. Engin NURLU Ocak 2007, 95 sayfa Bu araştırma Ege bölgesinin kuzeyinde yer alan Aliağa ve Çandarlı ilçeleri arasında kalan ve Bakırçay deltasını da kapsayan kıyı alanında , yılları arasında meydana gelen değişimlerin belirlenmesi amacıyla gerçekleştirilmiştir. Araştırmada kıyı alan kullanımı ve arazi örtüsündeki değişimin belirlenebilmesi için Landsat MSS, Landsat TM ve Aster uydu görüntüleri kullanılmıştır. Çalışma alanına ait görüntüler, En Yüksek Olasılık (Maximum Likelihood) algoritmasına göre sınıflandırılmıştır. Sınıflandırma sonrası Karşılaştırma Tekniği kullanılarak, alan kullanım ve arazi örtüsündeki değişimler izlenmiştir. Birinci dönemdeki ( ) toplam değişim alanı 978,54 ha ve ikinci dönemdeki ( ) toplam değişim alanı 1277,86 ha olarak hesaplanmıştır. Araştırmada, uydu görüntülerinin kullanımı ile sınıflandırma sonrası değişim tekniğinin uygulanmasının alan kullanım ve arazi örtüsündeki değişimlerin saptanmasında ve çevresel kaynaklar hakkında ayrıntılı bilgi elde edilebilmesinde çok yararlı bir teknik olduğu belirlenmiştir. Araştırmanın sonucunda, yöntemin avantajları ve dezavantajları tartışılarak, konuya ilişkin öneriler verilmiştir.

6 VI Anahtar Kelimeler; Uzaktan Algılama, Kıyı Alanları, Alan Kullanımı, Değişim Saptama, İzleme.

7 VII ABSTRACT RESEARCH ON MONITORING COASTAL LAND USE CHANGE BASED ON REMOTE SENSİNG TECHNIQUES KESGİN, Birsen MSc in Department of Landscape Architecture Supervisor : Prof. Dr. Engin NURLU January 2007, 95 pages This study was carried out to detect land use/ land cover changes between and in the coastal area between Aliağa Çandarlı Districts which also includes Bakırçay Delta. In this study, Lansat MSS, Landsat TM and Aster sattelite images have been used to detect coastal land use/ land cover changes. These satellite images have been classified using Maximum Likelihood that is one of the classification algorithms and coastal land use changes have been detected using a Postclassification Comparison Technique.Total change areas for the first and second periods were calculated to be 978,5475 and 1277, hectars, respectively. As a result of this study, using Landsat and Aster satellite images, applying a post classification technic is very useful to detect landuse/land cover changes and to obtain a further information about environmental resources.the advantages and disadvantages of this method have been discussed and the future recommendation related with this issue has been given.

8 VIII Key Words; Remote Sensing, Coastal Areas, Land Use, Change Detection, Monitoring.

9 IX TEŞEKKÜR Bu çalışma süresince, tez konumun ana hatlarının sınırlandırılmasında ve yönlendirilmesinde büyük katkılar sağlayarak araştırmanın son evresine kadar yakın ilgi ve desteğini hiç esirgemeyen, yönlendirmeleriyle bilimsel gelişimime katkıda bulunan değerli hocam Prof. Dr. Engin NURLU ya, merkez olanaklarından yararlanmama imkan veren sayın hocam Prof. Dr. Ümit ERDEM e, araştırmanın başlangıç evrelerinde verilerin ön hazırlık aşamasında katkısı olan sayın Tevfik TÜRK e, doğal bitki örtü türlerinin belirlenmesinde yardımcı olan sayın Doç. Dr Aykut GÜVENSEN e, çalışmanın başından bu yana öneri ve görüşlerinden yararlandığım, arazi çalışmaları sırasında büyük katkılar sağlayan Ar. Gör. Nurdan CANER ERDOĞAN a teşekürlerimi sunarım. Bu çalışmamın başından sonuna kadar bana özveriyle destek olan arkadaşlarıma, her zaman ilgi ve desteklerini esirgemeyerek yanımda olan sevgili aileme sonsuz teşekkür ederim.

10 X

11 XI İÇİNDEKİLER ÖZET... V ABSTRACT... VII TEŞEKKÜR... IX ŞEKİLLER DİZİNİ... XIII ÇİZELGELER DİZİNİ... XVI SİMGELER VE KISALTMALAR... XVII 1. GİRİŞ ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR TEMEL KAVRAMLAR Kıyı ve Kıyı Alan Kullanımı Uzaktan Algılama ve İzleme Kıyı Alan Kullanımları/Arazi Örtülerinin İzlenmesinde Uzaktan Algılama Değişim Saptama Tekniği ARAŞTIRMA ALANININ YERİ VE KONUMU Araştırma Alanının Doğal Özellikleri MATERYAL VE YÖNTEM Materyal Yöntem Uydu Görüntülerinin Geometrik Düzeltmesi Uydu Görüntülerinin Sınıflandırılması Bitki Örtüsü İndeksleri (NDVI) Görüntü Çıkarma ve Eşiklendirme... 43

12 XII İÇİNDEKİLER (devam) 6. ARAŞTIRMA BULGULARI Yılları Arasında Alan Kullanım/Arazi Örtüsündeki Değişimlerin İzlenmesi Yılındaki Alan Kullanım/Arazi Örtüsü Sınıfları ve Özellikleri Yılındaki Alan Kullanım/Arazi Örtüsü Sınıfları ve Özellikleri Alan Kullanım/Arazi Örtüsü Değişimleri ( ) Yılları Arasında Alan Kullanım/Arazi Örtüsündeki Değişimlerin İzlenmesi yılındaki Alan Kullanım/Arazi Örtüsü Sınıfları ve Özellikleri Alan Kullanım/Arazi Örtüsü Değişimleri ( ) TARTIŞMA, SONUÇLAR VE ÖNERİLER...80 KAYNAKLAR DİZİNİ...86 ÖZGEÇMİŞ...96

13 XIII ŞEKİLLER DİZİNİ Şekil Sayfa Şekil 1. Uzaktan algılamadaki iş akışı Şekil 2. Araştırma alanının Landsat uydusu üzerindeki konumu Şekil 3. Araştırma alanınının büyük toprak grupları haritası Şekil 4. Araştırma alanında arazi kullanım durumu haritası Şekil 5. Araştırma alanında tarım alanlarından bir görüntü Şekil 6. Araştırma alanında Salicornia europaea vejetasyonu Şekil 7. Uydu görüntülerinin geometrik düzeltilmesi Şekil 8. Uydu görüntülerinden araştırma alanının kesilmesi sonucu elde edilen görüntüler Şekil yılına ait Landsat MSS görüntüsünün sınıflandırılması sonucu elde edilen alan kullanımı/arazi örtüsü dağılım grafiği Şekil yılına ait Landsat MSS görüntüsünün sınıflandırılması sonucu elde edilen alan kullanımı/arazi örtüsü dağılım haritası Şekil yılına ait Landsat TM görüntüsünün sınıflandırılması sonucu elde edilen alan kullanımı arazi örtüsü dağılımı grafiği Şekil yılına ait Landsat TM görüntüsünün sınıflandırılması sonucu elde edilen alan kullanımı arazi örtüsü dağılımı haritası Şekil yılları arasındaki değişim görüntüsü ve oranları 57

14 XIV ŞEKİLLER DİZİNİ (devam) Şekil yıllarına ait görüntülere NDVI maske uygulanması sonucu elde edilen görüntüler...59 Şekil yılları arasındaki NDVI uygulanması sonucu elde edilen bitki örtüsündeki değişime ilişkin görüntü...60 Şekil yılları arasında uygulanan değişim saptaması sonucu elde edilen orman değişim ve maki değişim görüntüsü...61 Şekil yılları arasındaki orman, maki ve çıplak alanlardaki değişime ilişkin görüntü...62 Şekil yılları arasındaki tarım alanlarındaki değişim görüntüsü...63 Şekil yılları arasında tuzlu bataklık alanlar ve su yüzeyinde meydana gelen değişime ilişkin görüntü...65 Şekil Alan kullanımı arazi örtüsü dağılımı grafiği...67 Şekil yılına ait Aster görüntüsünün sınıflandırılması sonucu elde edilen alan kullanımı arazi örtüsü dağılımı haritası...68 Şekil yılları arasındaki değişim görüntüsü ve oranları...72 Şekil yılları arasındaki orman, maki ve çıplak alanlardaki değişime ilişkin görüntüler...74

15 XV ŞEKİLLER DİZİNİ (devam) Şekil yıllarına ait görüntülere NDVI maske uygulanması sonucu elde edilen görüntüler Şekil yılları arasında NDVI uygulanması sonucu elde edilen bitki örtüsü değişim görüntüsü Şekil yılları arasında tarım alanlarında ve zeytin alanlarında meydana gelen değişimlerin görüntüsü Şekil yılları arasında tuzlu bataklık alanlarda ve su yüzeylerinde meydana gelen değişim görüntüsü Şekil yıllarına ait maskelenmiş NDVI görüntüleri Şekil , 1990, 2005 yıllarına ait görüntülerdeki alan kullanım grafiği... 83

16 XVI ÇİZELGELER DİZİNİ Çizelge 1. Uydu görüntülerinin özellikleri...36 Çizelge 2. Kontrollü sınıflandırmada kullanılan algoritmalar...40 Çizelge yılına ait Landsat MSS görüntüsünün sınıflandırılması sonucu elde edilen alan kullanımı/arazi örtüsü dağılımı...48 Çizelge yılına ait Landsat TM görüntüsünün sınıflandırılması sonucu elde edilen alan kullanım/arazi örtüsü dağılımı...51 Çizelge Alan kullanım/arazi örtüsü değişimi...54 Çizelge Alan kullanımı/arazi örtüsü değişim matrisi...55 Çizelge Alan kullanımı/arazi örtüsü dağılımı...67 Çizelge Alan kullanım/arazi örtüsü değişimi...70 Çizelge Alan kullanım/arazi örtüsü değişim matrisi...71

17 XVII SİMGELER VE KISALTMALAR DİZİNİ EMR ETM+ LCCS MSS NVDI SPOT TM : Elektro Manyetik Radyasyon : Enhanced Thematic Mapper : Land Cover Classification System : Multispectral Scanner : Normalized Difference Vegetation Index : Satellite Pour l observation de la Tere : Thematic Mapper

18 1 1.GİRİŞ Tarih boyunca kıyılar, gerek ekonomik gerek kültürel anlamda en çok tercih edilen yerleşim alanlarından biri olmuş, toplumların ekonomik ve sosyal gelişmesine olanak sağlayarak, ülkelerin kalkınmasında rol oynamışlardır. Günümüzde kıyı alanları, gerek insan etkinlikleri ve gerek doğal afetler nedeniyle ciddi sorunlarla karşı karşıyadır. Giderek artan dünya nüfusu, kıyı alanlarında özellikle alan kullanımlarında bozulmalara neden olmaktadır. Bu bozulmalar, genel olarak alan kullanımı ve arazi örtüsü değişiklikleriyle ortaya çıkmaktadır. Bu nedenle, alan kullanımı ve arazi örtüsü bilgilerini içeren veritabanlarının oluşturulmasının, mevcut verilerin analiz edilmesinin, alan kullanım bilgilerinin güncelleştirilmesinin gerekliliği kaçınılmazdır. Çevresel veritabanları, sürdürülebilir alan kullanım planlamasının oluşturulabilmesi bakımından oldukça önemlidir. Bunun bilincinde olan ülkeler, kıyı alanlarının koruma ve kullanma dengesini sağlamak amacıyla, kıyı alan yönetimi üzerine politikalar, stratejiler ve bunların uygulanmasına yönelik mevzuatlarını oluşturmaya başlamışlardır. Doğa ve toplumun etkileşimi ve bunların kıyı alan kullanımı ve arazi örtüsü üzerindeki etkileri, geniş sosyal ve doğal süreçler zincirini içeren karmaşık bir süreçtir. Nüfus artışı; gıda, barınma ve ısınma gibi kaynaklara olan talebi de arttırdığından, insanoğlu çevre üzerinde sürekli bir baskı oluşturmaktadır. Kaynakların kullanımı, genellikle arazi kullanım biçimlerinin belirlenmesinde belirleyici ve bazen de zorlayıcı rol oynamaktadır. Kıyı alan kullanım değişikliklerinin karasal ekosistemleri ne

19 2 şekilde etkilediğinin daha iyi anlaşılabilmesi için, alan kullanım değişikliğini etkileyen faktörlerin araştırılması gerekmektedir. Alan kullanım ve arazi örtüsü değişiklikleri, doğal kaynakların yönetilmesi ve çevresel değişikliklerin izlenmesinde mevcut strateji bakımından temel bir eleman oluşturmaktadır ( Dobson et al., 1993). Belirli bir zamandan diğerine meydana gelen gerçek değişimlerin saptanması ve bunun ölçüm süreçleri sırasındaki çevresel varyasyondan ayrı tutulabilmesi değişim saptama çalışmalarının asıl ilgi alanını oluşturmaktadır. Değişim eğilimlerinin etkili bir biçimde ölçülmesi ya da zaman serileri içerisindeki olağan profilden sapmalar, Arazi Örtüsü- Alan Kullanım değişimlerinin çevre yöneticilerini ilgilendiren boyutudur. Geçmişteki uygulamalara bakıldığında, değişim saptama ve zaman serisi analizleri için her zaman geçerli standart bir teknik bulunmadığı görülmektedir. Bu anlamda, ilgi alanındaki işleyişi en üst düzeyde ömekleyebilecek tekniklerin geliştirilmesi izleme programlarının ana hedefidir (Green et al.,1994). Uydu görüntüleri ile peyzaj birimleri düzeyinde elde edilen veriler, kıyı ve delta ekosistemlerindeki habitat koşulları ve değişimlerle ilgili sayısal tahminler yapılmasına olanak sağlamaktadır. Arazi örtüsü, nehir kıyılarındaki tampon bölgeler, kıyı çizgisi ve sulak alan değişimleri, temel değişim göstergeleri arasında yer almaktadır. Peyzaj düzeyindeki çevresel göstergelerin uzaktan algılama ile belirlenebilmesi ve coğrafi bilgi sistemleri ortamında yardımcı veri katmanları ile değerlendirilmesi kıyı sistemlerinin izlenmesindeki en önemli konulardan biridir.

20 3 Çok zamanlı yüksek çözünürlüklü uydu görüntüleri ile uzaktan algılama; kent, orman, tarım ve kıyı alanlarındaki değişimin belirlenmesinde kullanılan önemli bir teknolojik araç haline gelmiştir. Yersel çalışmaların aksine uydu görüntüleri ile çalışmak zaman ve maliyet açısından büyük avantajlar sağlamaktadır. Bunun da ötesinde yersel çalışmalarla elde edilebilecek verilerin çok ötesinde bir özellik olarak, uydu görüntüleri ile periyodik veri akışı söz konusudur. Böylelikle zamansal değişimlerin analizinin yapılmasına olanak tanınmaktadır. Uydu görüntüleri kullanılarak klasik yöntemlerle oluşturulmuş güncelliğini yitirmiş harita ve benzeri altlıkların yenilenmesi yapılabilmektedir. Uzaktan algılama ile oluşturulan tematik haritalar yerel ve merkezi yönetimler için planlamaya yönelik vazgeçilmez birer araçtır (Kavazoğlu ve Çetin, 2005). Bu çalışmada, zengin bir doğal kaynak potansiyeline sahip Aliağa ile Çandarlı ilçeleri arasında bulunan kıyı alanına ait yılları arasındaki 30 yıllık dönemde meydana gelen çevresel değişimlerin izlenmesi hedeflenmiştir. Bu amaçla Landsat MSS, Landsat TM ve Aster uydu verileri kullanılmıştır. Araştırmada, alan kullanımı ve arazi örtüsü değişimleri; ile yılları arasındaki değişimler olmak üzere iki döneme ayrılmıştır. Her iki dönem içinde, her iki yıla ait uydu görüntüleri arasında sınıflandırma sonrası karşılaştırmalar yapılarak değişim eğilimleri ortaya konulmuştur. Kullanılan değişim saptama yönteminin avantajları ve dezavantajları izleme kapsamı içinde değerlendirilerek benzer diğer çalışmalar için öneriler getirilmiştir. Elde edilen alan kullanım arazi örtüsü

21 4 haritaları, değişim haritaları ve ayrıntılı olarak tablolanmış değişim istatistikleri bölgede gerçekleştirilebilecek daha ayrıntılı değişim saptama ve izleme için bir altlık olarak önerilmiştir.

22 5 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Kıyı alan kullanımındaki değişimlerin izlenmesi ile ilgili çalışmalar, 1970 li yıllardan itibaren gelişen teknoloji ile birlikte hava fotoğraflarının yanı sıra uydu görüntülerinin kullanımı ile süregelmektedir. Kullanılan değişik materyaller, geliştirilen farklı değişim saptama yöntemleri ile uygulanmaktadır. Akkartal ve Ark., (2005); Trakya Bölgesi nde Kırklareli ili Lüleburgaz ilçesi ve çevresindeki bitki örtüsü değişimini, üç zamanlı Landsat TM ve Spot XS görüntüleri ile analiz etmişlerdir. Bitki örtüsü analizinde değişik bitki örtüsü indeksleri kullanılmış ve yer gerçeği verileri yardımıyla değerlendirilme yapılmıştır. Bauer et al., (2005); Minnesota eyaletinin metropolitan alanında 1986, 1991 ve 1998 yıllarına ait Landsat TM ve ETM + verilerinin sınıflandırma teknikleri kullanılmıştır. Üç yıllık ortalama sınıflandırma doğruluğu, % 95 ve değişim saptama doğruluğu %88-90 olarak belirlenmiştir. Sınıflandırma sonucuna göre, 1986 ve 1998 yılları arasındaki kentsel alan kullanımının %25 ten %30.6 ya yükseldiği saptanmıştır. Coppin and Bauer, (2005); orman arazi örtüsünde meydana gelen değişimi belirlemek için multispektral Landsat TM verilerini kullanmıştır. Farklı yıllara ait (1984, 1986 ve 1990) uydu görüntüleri, sensörden kaynaklanan hataları minimize etmek ve verinin alım açısını standardize etmek için kalibre edilmiştir. Geometrik düzeltme ve atmosferik düzeltmeler yapılmıştır. Bantların özellikli yansıma değerleri vejetasyon

23 6 indeksindeki değerlere dönüştürülerek sayısal veriler ile orman örtüsü arasındaki bağlantının yorumlanabilmesi sağlanmıştır. İki zamanlı (bitemporal) bitki örtüsü indeksi ile iki farklı değişim saptama algoritması, farklılığın standardize edilmesi ve temel değişkenler analizi için tanımlanmıştır. Araştırmanın sonucunda, Landsat TM verilerinin orman yapısındaki değişimin belirlenmesinde verimli olduğu ve değişim saptamasının fonksiyonel olarak uygulanmasında başarılı olduğu vurgulanmıştır. Demirbüken (1996); Landsat TM ve Spot XS görüntülerini Kontrollü Sınıflama metodu kullanarak sınıflandırmış ve bu iki görüntüyü karşılaştırarak Ankara ili arazi örtüsü değişimine ilişkin sonuçlara ulaşmıştır. Araştırma alanında en büyük değişimin tarım ve mera alanlarında olduğu gözlenmiştir. Tarım ve mera alanları azalma gösterirken, kentsel alanlarda önemli artış olduğu saptanmıştır. Bu çalışmada diğer bant kombinasyonlarına göre görüntü yorumlamada kolaylık sağladığı gerekçesiyle 4, 5, 3 bant kombinasyonu tercih edilmiştir. Ayrıca doğruluk değerlendirmeleri sonucunda, uydu görüntüleri kullanılarak yapılan değişim izleme çalışmalarında, hava fotoğrafları ve topoğrafik haritaların da kullanımı ile doğruluk düzeyi yüksek olan sonuçlar elde edildiği ve bu yöntemin kullanılabilirliği saptanmıştır. Dewidar, (2003); Mısır da Nil Deltası ndaki alan kullanım ve arazi örtüsündeki değişimini, Landsat TM verilerini kullanarak belirlemiştir. Çalışmanın amacını, Nil nehri kıyısında uluslararası kıyı şeridinin yapılması ile gelecekteki değişimlerin belirlenmesi oluşturmaktadır. Araştırmada, Kontrollü ve Kontrolsüz Sınıflandırma temeline dayanan

24 7 Sınıflandırma Sonrası Değişim Tekniği uygulanmıştır. İki yöntem değerlendirilerek, alanlar karşılaştırılmıştır. Dokuz alan kullanım arazi örtüsü sınıfı belirlenmiştir yılına ait görüntüdeki ortalama doğruluk oranı %78, 1997 yılına ait görüntüde ise %80 olarak saptanmıştır. Doygun ve Ark., (2003); Burgaz kıyı kumulları örneğinde gerçekleştirdikleri çalışmada, kıyı bölgelerindeki arazi örtüsü / alan kullanımı değişimleri ve değişimlerin kıyı zonunda oluşturduğu etkileri incelemişlerdir yılları arasındaki değişimler, hava fotoğrafları ve uydu görüntüleri ile belirlenmiştir. Landsat ETM+ uydu görüntüsünün kontrollü sınıflaması yapıldıktan sonra, arazi örtüsü haritasının oluşturulması için Maksimum Olabilirlik Sınıflayıcısı algoritması kullanılmıştır ve 2000 yılları arasında; kıyı kumulları %6.7, kumul vejetasyonu %85 ve tarım alanları %12 oranında arttığı, sazlık bataklık alanların ise % 57 oranında azaldığı belirlenmiştir. Johnston et al. (1996); Washington da kentsel gelişimdeki değişikliği farklı tarihlerde alınan 3 Landsat TM görüntüsü kullanarak belirlemiştir. Bu çalışmada görüntüler, Kontrolsüz Sınıflandırılarak 16 ayrı sınıf belirlenmiştir. Ayrıca karşılaştırma yapılması için NDVI oluşturulmuştur. Doğruluk değerlendirmeleri arazi çalışmaları ile yapılarak 10 yıllık süreçteki mekânsal büyüme belirlenmiştir. Kavazoğlu ve Çetin, (2004); 1987 ve 2002 yıllarına ait Landsat TM ve Terra ASTER uydu görüntülerini kullanarak, 1980 li yıllarda başlayan ve günümüzde yoğun bir şekilde devam eden sanayileşme ve buna bağlı olarak kentleşmenin Gebze ilçesi ve çevresindeki arazi kullanımına etkisini analiz etmişlerdir. Elde edilen sonuçlara göre, son onbeş yılda sanayileşme

25 8 ve kentleşmenin Gebze de iki kattan fazla yapılaşmaya neden olduğu ve orman alanlarında ise belirgin azalmalar görüldüğü belirlenmiştir. Lee, (2004); Ordos Gölü nde gerçekleştirdiği çalışmada tarihleri arasında çoklu-zamansal görüntüleri (Landsat 5 TM and 7 ETM+) kullanarak çölde değişim saptanması gerçekleştirmiştir. Görüntüler, Temel Bileşenler Analizi (Principle Component Analysis-PCA) ile Kontrolsüz Sınıflandırma yöntemleri kullanılarak sınıflandırılmıştır. 2 yıl aralığında çoklu zamansal değişiminin analizi ile çıplak alanların arttığı ve diğer alanların azaldığını saptamıştır. Niteliksel olarak, çıplak alanlarda 66.77% den 76.17% oranında bir artış, nehir alanlarında 1.60% dan 0.96% azalma, ve bitki örtüsünde 29.17% den 22.88% oranında azalma görülmüştür. Araştırmanın sonucunda, çöl alanlarının sınıflandırılmasında Kontrolsüz Sınıflandırma yönteminin (ISODATA) ve PCA görüntülerinin kullanımının, değişim saptama analizinde çok etkili bir yöntem olduğunu saptamıştır. Nurlu ve Ark., (2003-a); İzmir ili Çeşme ilçesi Alaçatı kıyı bölgesinde, alan kullanım planlamasına yönelik arazi örtüsü sınıflaması gerçekleştirmiştir. Araştırmada, Avrupa Birliği ne üye ülkeleri içeren işbirliği programları arasında önemli yer tutan CORINE (Çevresel Bilgilendirme Eşgüdümü) programı kullanılmıştır. Bu program kapsamında, çevreye yönelik uygulama ve araştırma çalışmalarında standardizasyonu sağlamak için alan kullanım/arazi örtüsü standartları üzerinde aynı temel verileri toplamada kullanılan CORINE LCCS (Arazi Örtüsü Sınıflaması) uygulanmıştır. Böylelikle planlama kararlarında temel olacak çevresel bilgi sistemi oluşturulmuştur. Araştırma alanına ait 2000

26 9 yılı Landsat TM uydu görüntüsü yanında sayısal topoğrafik haritalar ile Çeşme Karaburun Kıyı Alanı Çevre Düzeni Nazım İmar Planı temel veri olarak kullanılmıştır. Nurlu ve Ark., (2003-b); Ege Denizi kıyısında yer alan Karaburun Yarımadası nda gerçekleştirdikleri çalışmalarında yarımadanın doğal yapısı, nüfus dağılımı, yerleşim birimleri ile alan kullanımını incelemişlerdir. Landsat TM görüntüsü kullanarak arazi örtüsünün Kontrollü ve Kontrolsüz olarak sınıflandırıldığı çalışmada, arazi örtüsü sınıfları CORINE standartlarına göre belirlenmiştir. Yarımadanın doğu ve batı kıyısında yer alan çalışma alanları; arazi örtüsü, yapay yüzeyler, tarımsal alanlar, orman ve yarı doğal alanlar, sulak alanlar, su yüzeyleri ve diğer kullanımlar olmak üzere sınıflandırılmıştır. Araştırmanın sonucunda, alanın % 50 sinin orman ve yarı doğal alanlarla örtülü olduğu belirlenmiştir. Araştırma alanının batı bölümünün %30.9 u, doğu bölümünün ise % 7.9 u doğal sit kapsamında korunmaktadır. Araştırma alanında, ikinci konutlardaki artışın, arazi tahribine yol açtığı vurgulanmıştır. Mitri and Gitas, (2004); Akdeniz de orman yönetimi konusunda yangın sonrası değişimin saptanması için uzaktan algılamanın işlevsel kullanımı üzerinde çalışmışlardır. Bu çalışmada, görüntülerde ortaya çıkan (yanan/yanmayan/gölge alanları v.b.) karışıklıkları önlemek için Nesne Tabanlı Çıkarım Görüntü Analizi kullanılmıştır. Bu çalışmanın amacı, Yunanistan ın Thasos Adası na ait topoğrafik düzeltmesi yapılan ve yapılmayan Landsat TM görüntüleri kullanılarak, Nesne Tabanlı Sınıflandırma analizi ile yangın alanlarının haritalanmasındaki verimin

27 10 değerlendirilmesidir. Araştırma sonucunda elde edilen harita, Yunanistan Ormancılık Servisi tarafından hazırlanmış olan yangın yüzölçümü haritası ile karşılaştırılmıştır. Hata matrisi kullanılarak uygulanan doğruluk analizi, topoğrafik etkileri yok edilmiş olan görüntüler üzerinde uygulanan Nesne Tabanlı Sınıflandırmanın, yangın alanlarının haritalanmasında çok farklı bir sonuç vermediğini göstermiştir. Bu nedenle Landsat TM verileri kullanılarak Akdeniz peyzajındaki yanan alanların belirlenmesinde topoğrafik doğrulamanın Nesne Tabanlı Sınıflandırmada önemli bir önceliği olmadığı sonucuna varılmıştır. Mundia and Aniya, (2005-a); Nairobi kentinde alan kullanım arazi örtüsü dağılımını haritalayarak, alan kullanım değişimini etkileyen faktörleri belirlemişlerdir. Araştırmada, coğrafi bilgi sistemi ile Sınıflandırma Sonrası (Post Classification) Analizi nde kullanılacak olan fiziksel ve sosyoekonomik veriler ile çok zamanlı Landsat uydu görüntüleri (1976, 1988 ve 2000 yıllarına ait) kullanılmıştır.. En yakın yansıma mesafesinde olan piksel kümelerinin kullanılmasına dayanan Kontrolsüz Sınıflandırma yaklaşımı ile % 87 ve % 90 doğruluğa ulaşılmıştır. Alan kullanım arazi örtüsü istatistikleri, alan kullanım arazi örtüsünün yer aldığını ve yapılaşmış olan alanların çalışma periyodu boyunca ( ) yaklaşık 42 km 2 kadar yayıldığını göstermiştir. Araştırma sonucunda tarım alanları artarken, orman alanlarının önemli bir kısmının azaldığı ortaya çıkmıştır. Nüfus artışıyla birlikte hızlı ekonomik gelişmelerin, alan kullanım ve arazi örtüsünün hızla değişiminde çok önemli bir rol oynadığı belirlenmiştir. Kentsel büyümelerin tarımsal alanlarla ve diğer doğal bitki örtüsüyle yer değiştirip, habitatın niteliğinin

28 11 etkilenmiş olduğu ve buna bağlı olarak çevresel sorunların ortaya çıktığı saptanmıştır. Muttitanon and Tripathi, (2004); gerçekleştirdikleri çalışmada, Landsat zamansal verileri kullanılarak uygulanan alan kullanımı arazi örtüsü değişim saptanmasına yönelik bazı yöntemleri uygulamış ve tartışmışlardır. 1990, 1993, 1996 ve 1999 Landsat 5 TM renk kompozisyonunu, Ban Don Körfezi kıyılarının kontrollü sınıflandırması için kullanmışlardır. Bu çalışma ile artmış olan karides çiftlikleri, orman/mangrov ve kentsel alanlar ile azalmış olan tarımsal ve sulak alanlarını gözlemlemişlerdir. Çalışmanın sonucunda, bir kategoriden diğerine olan alan kullanım değişimini NDVI görüntüleri ile açık şekilde saptanmıştır. NDVI görüntülerinin karides çiftliklerinin gelişiminin belirlenmesinde ve Ban Don Körfezi kıyılarında alan kullanım değişiminin saptanmasında uygun olduğunu belirtmişlerdir. Sangavongse, (1995); iki farklı tarihteki Landsat TM görüntülerinden, 2, 3, 4 ve 3, 4, 5 bant kombinasyonlarını kullanarak arazi örtüsü haritaları oluşturmuştur. 15 sınıfa ayrılmış olan bu haritaları karşılaştırarak, arazi kullanım/arazi örtüsü değişim haritasına ulaşmıştır. Bu çalışmada, tarım arazileri ve kentsel gelişme alanlarında artış görülürken, ormanlık alanlarda azalma saptanmıştır. Değişimlerden en büyüğü ormanlık alanların, düşük yoğunluklu gelişim alanlarına dönüşmesidir. Ayrıca bu çalışmada bitki örtüsü hakkında ayrıntılı bilgi alabilmek amacı ile Normalleştirilmiş Bitki İndeksi (Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) oluşturulmuştur.

29 12 Symeonakisab, (2005); Güney İspanya kıyılarında gerçekleştirdiği çalışmasında araştırma alanında son 15 yıla ait çeşitli Landsat TM ve ETM verilerini kullanarak ormanlık alanların değişim haritalarını oluşturmuştur. Araştırma sonucunda, alanın %91 inin orman alanı ile örtülü olduğu belirlenmiştir. Tunay ve Ateşoğlu, (2004) gerçekleştirdikleri çalışmada 1992 ile 2000 yıllarına ait Landsat 5 TM uydu görüntülerini kullanmışlardır. Elde edilen veriler, görüntü sınıflandırma algoritmalarından Maksimum Olabilirlik yöntemi ile arazi kullanım bilgilerine dönüştürülmüştür. Sınıflandırmanın genel doğruluğu %77 (1992), %88 (2000) olarak belirlenmiştir. Türk, (2004); Söke, Kuşadası ve Davutlar ilçesinde uzaktan algılama ve coğrafi bilgi sistemlerini kullanarak, kentsel alanların tarım ve doğal alanlar üzerine baskısını incelemiştir. Araştırma sürecinde uydu görüntülerini yorumlayarak yerleşim merkezlerinin örttüğü alanlar ile araştırma alanının özellikleri belirlenmiştir. Coğrafi bilgi sistemi tekniklerine dayanılarak yapılan analizler ile kent gelişiminin zarar verdiği, bitki örüsü ile kent gelişiminin görüldüğü büyük toprak grubu ile arazi kullanım yetenek sınıflarını yorumlamıştır. Yılmaz, (2003); çalışmasında Mogan Gölü ve yakın çevresinde 10 yıllık zaman süresinde arazi örtüsü üzerinde meydana gelen değişimleri sayısal ortamda, farklı tarihlerde alınan uydu görüntülerinden yararlanarak belirlemiştir. Araştırma sonucunda, araştırma alanı ve yakın çevresinde tarım alanlarının ve bitki örtüsünün azaldığı, su yüzeyinin bir miktar

30 13 arttığı, alandaki en büyük değişimin ise kentsel ve kırsal yerleşim alanlarında artış olduğu sonucuna ulaşılmıştır. Zhao, (2003); Çin in Yellow River Bölgesi nde uydu verilerinden yararlanarak ekili alanların değişim saptama çalışmasını geçekleştirmiştir. Bu araştırmada dört değişim saptama yöntemini değerlendirerek karşılaştırmıştır. Buna göre bilgiye dayalı görsel değişim saptama ve sınıflandırma sonucunun üst üste çakıştırılması yönteminin, çoklu zamansal bileşim, sınıflandırma ve görüntü oranlama yönteminden daha başarılı olduğu vurgulamıştır.

31 14 3. TEMEL KAVRAMLAR 3.1 Kıyı ve Kıyı Alan Kullanımı Kıyı alanlarının uzunluğu ve çeşitliliğiyle, bu alanlarda bulunan doğal kaynaklar ve kültürel değerler, büyük önem taşımaktadır. Kıyı alanlarında yanlış alan kullanımlarının ve bunun yol açtığı kullanım çelişkilerinin doğal kaynaklara, çevresel ve kültürel değerlere zarar verdiği görülmektedir. Bu bağlamda ülkemizde kıyı alan yönetiminin gerekliliği kaçınılmazdır. Kıyı alanlarının yönetiminde, yönetim planlarının oluşturulmasında, kıyı alanları ile ilgili veri ve bilgilere gereksinim duyulmaktadır. Ülkemiz çevre mevzuatı içeriğinde Kıyı Kanunu doğrudan kıyı alanlarına yönelik bir kanundur gün ve sayılı Resmi Gazete de yayımlanarak yürürlüğe giren kanunun amacı, deniz, tabii ve suni göl ve akarsu kıyıları ile bu yerlerin etkisinde olan ve devamı niteliğinde bulunan sahil şeritlerinin doğal ve kültürel özelliklerini gözeterek koruma ve toplum yararlanmasına açık, kamu yararına kullanma esaslarını tespit etmektir. Bu amaç doğrultusunda kıyılar; kıyı çizgisi ile kıyı kenar çizgisi arasındaki alanlar olarak tanımlanmaktadır. Avrupa Çevre Ajansı (AÇA), Avrupa nın kıyı şeridinin çevresel anlamda geri dönüşü olmayan bir noktaya doğru ilerlediğini belirtmektedir. Bu zor duruma karşın kıyı şeritlerimizi; akarsu havzaları, kıyı alanları ve deniz bölgelerinden oluşan bir mozaik olarak dikkate alan bütünsel bir

32 15 anlayış içinde kıyı sorunlarıyla mücadele etmeye yönelik yeni fırsatlar sunulmaya başlanmıştır. Rapor, 2006 da Avrupa Komisyonu tarafından yeniden gözden geçirilen bütünleşik kıyı bölgesi yönetiminin halen devam eden uygulamasının, geniş kabul görmesi gerektiğini belirtmektedir. Üç tarafı denizlerle çevrili, çok uzun bir kıyı şeridine sahip olan ülkemizde; kıyıların başta doğa güzelliği olmak üzere kültürel ve tarihi değerler nedeniyle çeşitli sektörler tarafından tercih edilir olması pek çok çevre sorununu da beraberinde getirmektedir. Kıyı alanlarımızda; hızlı ve düzensiz yapılaşma sonucunda plansız kentsel alanlar, doğal değere sahip alanlar üzerinde dağınık yapılaşmalar, doğal alanların ve görünümün bozulması, kıyı alanlarında yer alan etkinliklerin teknik altyapı ve sosyal altyapı yetersizlikleri, kentleşmenin etkin biçimde kontrol altına alınamaması ve çevreyi korumak amacıyla yeterli kentsel hizmet ve altyapı sağlanamaması, kıyı bölgelerindeki kontrolsüz büyüme neticesindeki arazi işgali, kumsal boyunca dolgu yapılarak konut, yol ve turistik tesislerin inşa edilmesi, gibi sorunlar yaşanmakta ve sonuçta kamu yararını önemli ölçüde zedelemektedir (Önal ve Ark. 1997) Uzaktan Algılama ve İzleme Uzaktan algılama; yeryüzündeki cisimlerden yansıyan\yayılan elektromanyetik ısınımın, algılayıcı sistemler tarafından algılanarak yeryüzü kaynakları hakkında fotoğrafik ve\veya dijital formda görüntü verilerinin elde edilmesidir (Maktav, 1991). Diğer bir tanımlama ile, uzaktan algılama; bir görünüm, obje ye da materyale ait özelliklerin

33 16 herhangi bir fiziksel yakın temas kurulmadan hesaplanması, elde edilmesi ve izlenmesi olarak tanımlanmaktadır (Short, 1997). Erdin (1986) e göre uzaktan algılamanın amacı, uzaktan algılama aygıtları ile çeşitli şekillerde saptanmış eleman verilerini, çizgisel, sayısal ya da fotoğrafik yöntemlerle ayırt etmek ve sonuçta güvenilir bilgiler elde etmektir. Verilerin yorumlanması, ancak bu aşamada yorumlama sonuçlarının güvenilir olması için de belirli yorumlama ilkelerine uyulması gerekmektedir (Yılmaz, 2003). Yansıtılan ve yayılan enerjinin atmosferdeki davranış şekilleri, cisimlerle etkileşimleri, vejetasyon, toprak örtüsü, insan yapısı yüzeyler ile kayalık alanlar ve su yüzeylerinin bu radyasyonu yayma ve yansıtma özellikleri optik uzaktan algılama uygulamalarının temelini oluşturmaktadır (Campbell, 1996). Uzaktan algılama tekniği ve uydu verileri, yeryüzünden salınan veya yansıyan elektromanyetik enerjinin, uzayın belirli derinliklerindeki yörüngelerine yerleştirilmiş özel uydular kullanılarak bunların algılayıcı ve sensörlerle algılanmaları ile elde edilen verilerin bilgisayar ortamında yorumlanmasına dayanır. Fiziksel etkileşimin olmadığı durumda bir şekilde bilgi aktarımı olmalıdır. Uzaktan algılamada bu Elektro Manyetik Radyasyon (EMR) ile gerçekleştirilir. EMR, maddeye çarptığında dedekte edilebilir bir etki oluşturan bir enerji şeklidir (CCRS, 1998). Erdin (1986) e göre, uzaktan algılama kayıtlarının değerlendirilmesi bazı temel verilere dayanmaktadır. Uzaktan algılamanın temelini çeşitli kaynaklardan oluşan elektromanyetik enerjinin, enerji kaynağı, enerjinin

34 17 yayıldığı ortam ve onu yansıtan yüzeyin niteliklerine bağlı olarak saptanması oluşturmaktadır. Enerji kaynaklarından biri olarak güneş alınacak olursa, kaynaktan yeryüzü elemanlarına elektromanyetik dalgalar şeklinde ulaşan enerjinin bir bölümü, yansıtılmakta (remisyon), yutulmakta (absorbsiyon), geçirilmektedir (transmisyon). Bunların yanı sıra, bazı objeler de aldıkları kısa dalga boylu radyasyonu emerek ısı enerjisine dönüştürmekte, sonra uzun dalga boylu (infrared-termal) enerji ile veya nükleer enerji ile yansıtmaktadır. Gerek enerji kaynağı, gerekse enerjinin yayıldığı ortam ve enerjinin ulaştığı objelerin nitelikleri elektromanyetik enerjiyi tanımlamaktadır. Bu özelliklere göre elektromanyetik enerjinin özelliklerinin bilinmesi, uzaktan algılama verilerinin analizinde yardımcı olmaktadır (Şekil 1). (A) Enerji Kaynağı veya Yansıtıcı, (B) Radyasyon ve Atmosfer (C) Hedefle etkileşim, (D) Sensörler Tarafından Alınan Enerjinin Kaydedilmesi (E) İletme, Tutma ve İşleme, (F)Yorumlama ve Analiz, (G) Uygulama Şekil 1. Uzaktan algılamadaki iş akışı (CCRS, 1988)

35 18 EMR hem bir dalga, hem de parçacıklar akıntısı özelliği gösterir. Dalga özelligi ile atmosferik pencereyi, parçacık özelligi ile EM enerji ve dünya yüzeyi arasındaki etkileşimi atomik ve moleküler ölçüde anlama olanağı sağlar. EMR nin yeryüzündeki cisimlerle etkileşimi sonucunda farklı yansıma sayısal verileri ortaya çıkmaktadır. Örneğin yapraklar; yapraklarda bulunan klorofil kırmızı ve mavi dalga boylarındaki radyasyonu tutma, yeşil dalga boyunda ise yansıtma özeliğine sahiptir. Ayrıca sağlıklı yaprak yapısı yakın kızıl ötesi dalga boyunda üstün bir yayılma-yansıma özelliği göstermektedir. Su; uzun dalga boyundaki görünür ve yakın kızıl ötesi dalga boyları kısa görünür dalga boylarına oranla su yüzeyinde daha fazla tutunmaktadır. Bu yüzden kısa dalga boylarındaki güçlü yansıma nedeniyle su mavi veya mavi-yeşil görünümündedir ve eğer görüntü kımızı ve yakın kızılötesi dalga boyunda ise daha koyu bir görünümdedir (Campbell, 1987). Uydular elektromanyetik spektrumun hem görünür bölgesinden, hem de kızılötesi bölgesinden algılama yapabilmektedir. Dolayısıyla uydu görüntülerinde iki tür kombinasyon olmaktadır. Doğal renk kombinasyonu ve kızılötesi bant kombinasyonu. Uydular cisimlerin yansıma değerlerini kırmızı, yeşil ve mavi bantlarda kayıt ederler. Bant kombinasyonu daima RGB (kırmızı, yeşil, mavi) sırasına göre olmaktadır. Bant kombinasyonlarından 3,2,1 (RGB) gerçek renk kombinasyonudur. Her çalışmada çalışmanın amacına göre farklı kombinasyonlar kullanılabilmektedir. Uzaktan algılama, uygulama amaçlarına ve kullanılan enerjinin dalga boylarına bağlı olarak üç ayrı şekilde gerçekleşmektedir. Basitçe, yer

36 19 yüzeyinden yansıyan güneş radyasyonunun kaydedilmesi ile yapılan uzaktan algılamaya basit bir fotoğraf makinesi ile yapılan çekimler örnek verilebilir. İkinci tip uzaktan algılama, yansıyan enerji yerine yer yüzeyindeki objelerden yayılan enerjinin tespit edilmesine dayanmaktadır. Yeryüzündeki nesnelerin ısı özellikleri ile ilgili bilgi sağlanmasını olanaklı kılan bu tip algılama, nem özellikleri, bitki örtüsü, yüzey özellikleri ve insan yapısı nesnelerin izlenmesi ile ilgili uygulamalarda kullanılmaktadır. Üçüncü tip uzaktan algılamada (mikrodalga i radar uzaktan algılama) ise mikrodalga radar sinyalleri uydu platformları ya da uçaklar tarafından taşınan aygıtlardan (SAR, S LAR) yeryüzüne gönderilmekte ve geri dönen sinyaller kaydedilmektedir (Alphan, 2004). Uydulardan alınan görüntüler genellikle piksel (resim elemanı) şeklinde tanımlanır. Pikselin karşılık geldiği sayısal değer, yeryüzünde karşılık geldiği bölgenin ortalama parlaklık (yansıtma) değeridir. Her bir kare, bir pikselin sayı değerini içerir ve grid hücresi olarak adlandırılır. Uzaktan algılama verileri çeşitlilik gösterdiğinden izlemenin hedeflerine göre çözünürlük özelliklerinin dikkate alınması gerekmektedir. İzlemenin başarısı ve sürekliliği için çözünürlük özelliklerine göre yapılan seçimler büyük önem taşımaktadır. Uydu verileri için çözünürlük kavramı dört farklı şekilde tanımlanmaktadır. Yaygın kullanımı ile dijital görüntüdeki bir resim elementinin (piksel) gerçekteki büyüklüğünü ifade eden mekânsal (yersel) çözünürlüğü dışında, zamansal, spektral ve radyometrik çözünürlük kavramları bulunmaktadır (CCRS, 1998). Spektral çözünürlük, bir algılayıcının elektromanyetik spektrumdaki belli bazı dalga boyu aralıklarını kaydedebilmesidir. Her bir kanal farklı

37 20 dalga uzunluğu aralığında algılanmış görüntülerden oluşur. Su ve tarım gibi büyük alanlar örten yüzeyler genellikle görünür ve yakın kızılötesi gibi geniş dalga boyu aralıklarıyla çalışılırlar. Mekansal çözünürlük çok kısa zaman içinde görüntülenen alanın büyüklüğüdür. Uzaktan algılamada ölçek, her bir pikselin yeryüzünde en küçük alana karşılık geldiği görüntüyü belirtir. Örnek olarak Landsat TM çok bantlı verileri 30 m yer çözünürlüğüne sahiptir. Görüntünün elektromanyetik enerjinin şiddetine karşı duyarlılığı radyometrik çözünürlüğü belirler. Radyometrik çözünürlük, kaydedilen enerjinin bölündüğü bit sayısı ile ifade edilir. Mümkün olan maksimim parlaklık sayısı, kaydedilen enerjiyi temsil eden bit sayısına bağlıdır. Bit sayısı azaldıkça radyometrik çözünürlük de azalır. Gri tonlarındaki bir görüntüde siyah 0 ve beyaz maksimum değer (8-bitlik veride 256) ile gösterilir. Zamansal çözünürlük, belirli bir bölge için bir algılayıcının görüntüyü hangi sıklıkta elde ettiğini tanımlar. Zamansal çözünürlük özellikle bölgedeki değişimi saptamak açısından önemli bir faktördür. Örneğin; LANDSAT uydusu yeryüzündeki belirli bir bölgenin görüntüsünü her 16 günde bir, SPOT 26 günde bir, IKONOS 36saatte bir, QuickBird ise 48 saatte bir elde etmektedir (Başpehlivan, 2004). Uzaktan algılamada kullanılan bazı uydular, LANDSAT, TERRA, SPOT, ESR, IRS, MOS, JERS, RADARSAT uydularıdır. Ayrıca QUICKBIRD ve IKONOS gibi yüksek çözünürlüğe sahip uydular da bulunmaktadır. Çalışmada bu uydulardan LANDSAT ile ASTER uydularının görüntüleri kullanılmıştır. LANDSAT: 1972 yılında Amerikan Havacılık ve Uzay Dairesi (NASA) tarafından dijital uzaktan algılama için planlanan ve başlangıçta

38 21 ERTS (Earth Resources Technology Satellites) olarak adlandırılan program daha sonra LANDSAT adını almıştır yılından bu yana farklı Landsat uyduları fırlatılmıştır. Landsat 1, 2, 3 benzeri, diğer taraftan Landsat 4, 5, 6 da birbirinin benzeri olarak atılmıştır yılında fırlatılan Landsat 7 her iki gruptan farklı tasarlanmıştır. Landsat 1, 2 ve 3 günümüzde faaliyet göstermez iken, Landsat 4, 5 ve 7 uyduları hala yörüngede veri sağlamaktadır. Landsat uyduları günümüze kadar RBV (Return Beam Vidicon), MSS (Multispectral Scanner), TM (Thematic Mapper) ve ETM+ (Enhanced Thematic Mapper Plus) adı verilen değişik aygıtlar ile donatılmıştır. Uydu 1, 2, 3 kutuplardan gecen dairesel bir yörüngede ve yeryüzüne 920 km uzakta dolanır. Landsat 7 güneş uyumlu 705 km yörüngededir. Mekansal çözünürlük 30 m dir. Aynı yerden 16 gün sonra geçer (Anonim, 2006a). TERRA; ASTER, Terra platformu üzerindeki tek yüksek çözünürlüklü bir aygıttır. Aster modülü, değişiklik saptama, kalibrasyon/geçerlilik ve yeryüzü çalışmalarında diğer Terra aygıtları için yakınlaştırıcı lens olarak hizmet etmesi yönünden önemli bir aygıttır. Bu modül, her yörünge dönüşü boyunca ortalama 8 dakikalık veri toplayabilmektedir. Japon Ekonomi-Ticaret ve Endüstri Bakanlığı tarafından yapılmıştır. Aster modülü sayesinde, dünyanın yüksek çözünürlüklü (15m/piksel-90m./piksele kadar) ve 14 banttan (VNIR- SWIR-TIR) oluşan görüntüleri elde edilebilmektedir. ASTER veri; arazi yüzeyi sıcaklığını, reflektans, parlaklık değişim oranlarını ve yükseklik haritalarını çıkarmak için kullanılmaktadır (Anonim, 2006b).

39 Kıyı Alan Kullanımları/ Arazi Örtülerinin İzlenmesinde Uzaktan Algılama Uzaktan algılamada kullanılan verilerin elde edilmesinde, uçaklar ya da uydular üzerinde taşınan kamera sistemleri ve tarayıcılar kullanılmaktadır. Uydu sistemleri, bir platform üzerinde yer alan ve algılayıcılardan oluşan bir tarayıcı taşımaktadır. Veri toplama işlemini gerçekleştiren sistemin tamamı "tarayıcı" olarak adlandırılmaktadır. (Lillesand and Kiefer, 1994). Algılayıcı, enerjiyi toplayan, sinyaller haline getiren ve çevresel bileşenler ile ilgili bilgi sağlanabilecek verilere dönüştüren aygıt olarak tanımlanmaktadır. Detektör ise, algılayıcı sistemi içinde yer alan ve elektromanyetik radyasyonun belirli bir aralığında veri kaydeden aygıtların her biri için kullanılmaktadır (Alphan, 2004). İzlemede kullanılan veriler için esas olan, elde edilebilirlik, işleme, karşılaştırılabilirlik, saklama ve dağıtılması konularında belirlenen hedeflere uygunluktur. Yapay uydu platformlar ile uzaydan yapılan uzaktan algılama sayesinde izleme için bir dizi avantajlar sağlanmıştır. Uyduların büyük çoğunluğu dünya yörüngesinde bulunduğundan, değişim saptama çalışmalarında gereksinim duyulan verilerin düzenli olarak elde edilmesi olasıdır. İzlemenin yaygınlaşabilmesi için kullanılan veri maliyetinin düşük olması da önemli bir unsurdur. Uydular üzerinden elde edilen verilerin maliyeti birim alan bazında, hava fotoğrafları ya da diğer hava verilerine göre çok daha düşüktür. Ayrıca daha durağan bir geometriye sahip olan yer gözlem uyduları tarafından üretilen sayısal görüntülerde oluşan kayma, sapma ve çarpıklıklar daha azdır. (ERDAS, 1999).

40 23 Yararlı bir bilgi kaynağı olan ve herhangi bir seçilmiş alanın uygun ve tamamını içeren uzaktan algılama verileri, doğal kaynakların değerlendirilmesi ve alan kullanımı/arazi örtüsü değişikliklerinin izlenmesinde yararlı olmaktadır. Uzaktan algılama verileri, kara kökenli çalışmalarda yaygın kullanımının yanı sıra son dönemlerde önem kazanan kıyı ve deniz alanlarının yönetimi ve planlamasında da vazgeçilmez bir araç haline gelmiştir. Sistem, çeşitli sosyal, kültürel, ekonomik ve politik aktivitelerin gerçekleştiği kıyı alanlarının yönetiminde farklı bilgi kaynaklarının entegrasyonunu sağlama olanağı sunmaktadır (Uçkaç, 1998). Alan kullanım değişimleri için yararlanılabilecek olan uydu görüntüleri amaca göre farklılık göstermektedir. Konuya ilişkin gerçekleştirilen ilk çalışmalarda Landsat, SPOT, MODIS, IRS ve NOAA gibi pasif sensörlerin yanı sıra günümüzde Sentetik Aperture radar görüntüleri de kullanılmaktadır. Multispectral uzaktan algılamanın alan kullanım değişikliklerini izlemekteki avantajları güneş tayfının görünür ve kızılötesi sınırdan yansıyan radyasyonun saptanabilir oluşudur. Uydu görüntülerinin diğer bir yararı bunların istatistik, topoğrafik haritalar veya alan kullanım haritalarıyla karşılaştırıldığında en kesin bilgiyi sağlamasıdır ( Jensen, 1996). Uydu görüntüleri, alan kullanım değişikliklerinin konumsal ve zamansal boyut kayıtlarının hazırlanması için gereksinim duyulan bilginin geri dönüşümünü kolaylaştırmaktadır. Bunun yanında, uydu görüntüleri büyük bölgeleri içerir ve konumsal çalışmalara destek olur. Ancak kimi görüntülerde alttaki yüzeyin anlaşılmasını güçleştiren bulut örtüsü nedeniyle sorunlar ortaya çıkmaktadır. Bu durumlarda geometrik

41 24 çözünürlük de sınırlı kalmaktadır. Buna rağmen, uydu görüntülerinin yorumlanması pek çok güncel gereksinim için yeterli ve uygundur. Uzaktan algılama verileri, sınırlı yersel ve spektral çözünürlüğe rağmen oldukça yüksek sayılabilecek fiyatları nedeniyle geçmişteki izleme uygulamalarında yaygın olarak kullanılamamıştır. Nisan 1999'da devreye giren Landsat 7 verileri, kıyı alanlarındaki alan kullanımı/ arazi örtüsü haritalama çalışmalarına gerek veri maliyeti ve gerekse sağladığı teknik olanaklar açısından büyük katkılar sağlamıştır. Hava fotoğraflama, kartografik amaçlara uygun yüksek çözünürlükte veri sağlarken; uydularla sağlanan uzaktan algılama, geniş alanların izlenmesinde gereksinim duyulan elde etme kolaylığı, ekonomik olma ve aynı bölge üzerinde günlerle ifade edilen aralıklarda veri elde etme olanağı sağlamaktadır (Alphan, 2004). Uzaktan algılama teknikleriyle alan kullanımı/arazi örtüsü haritaları oluşturmanın ana ilkesi, görüntülerin sınıflandırılmasıdır. Sınıflandırma, çok bantlı görüntülerden konulu haritalar üretmek amacı ile yapılan bir işlemdir (Alphan, 2004). Uydu görüntülerinde sınıflama işlemi genel olarak Kontrollü Sınıflama ve Kontrolsüz Sınıflama olmak üzere iki yolla yapılmaktadır. Kontrollü Sınıflamada, kullanıcı ile bilgisayarın ortak çalışması söz konusudur. Bu yöntemde kullanıcı, sınıfları kendisi belirler. Bu sınıflar görüntü üzerinde kapalı poligonlar ile bilgisayara tanımlanır. Görüntü üzerinde bu poligon içinde kalan, yansıma verileri aynı olan bütün pikseller aynı sınıfa atanır. Kontrolsüz Sınıflamada ise sisteme girmek istenen sınıf sayısı verilir. Bilgisayar, verilen sınıf sayısına göre en yakın

42 25 yansıma verilerine sahip pikselleri aynı sınıfa atar. Bu sınıflamada doğruluk çok yüksek olmamaktadır. Uzaktan algılanmış verilerin sınıflamalarda kullanılabilme yetenekleri, verinin parlaklık değeri ve arazi koşullarına bağlıdır. Ayrıca güneş açısı, dünya-güneş uzaklığı, ayrımlı algılayıcılardan kaynaklanan farklı hesaplamalar, atmosferik koşullar ve güneş/hedef/algılayıcı durumu piksel parlaklık değerine etki etmektedir (Jensen et al. 1996). Bunun yanı sıra, görüntüler uydular tarafından algılanırken veya uydulardan yeryüzüne aktarılırken, yeryüzü koordinatlarına sahip değildirler ve bir takım geometrik bozulmalara uğrarlar. Konumsal olarak yapılan çalışmalarda, görüntü yorumlama sırasında görüntü; diğer haritalar ile çakıştırılıp sonuçlar üretileceğinden görüntüler üzerindeki bu bozulmaları en düşük seviyeye indirmek gerekmektedir. Rektifikasyon alarak adlandırılan bu işlem için uyduların mekansal çözümleme güçlerine bağlı olarak piksel boyutunun örneklenmesi gerekir. Bu işlem rektifikasyon olarak adlandırılır (Demirbüken, 1996) Değişim Saptama Tekniği Yeryüzüne ait özelliklerin zamanında ve doğru değişiminin saptanması, geleceğe yönelik uygun kararların verilmesine öncülük etmesi açısından ve doğal kaynaklar ile insanlar arasındaki etkileşim ve ilişkinin anlaşılmasında çok önemlidir. Uzaktan algılama verileri son zamanlarda değişim saptamasında yaygın olarak kullanılan başlıca kaynaklardandır.

43 26 Temel Bileşenler Analizi ve Sınıflandırma; değişim saptamada kullanılan en yaygın tekniklerdendir. Bu tekniğin yanı sıra; Işınsal Karışım Analizi, Yapay Sinir Ağları (Artificial Neural Networks) değişim saptama uygulamalarında önemli teknikler olmaya başlamıştır. Farklı değişim saptama analizleri kendine has değerler taşımaktadır ve her çalışma için farklı yaklaşımlar göz önünde bulundurulur. Pratikte, farklı algoritmalar belirli uygulamalar için en uygun değişim saptamanın sonuçlarını bulmak için karşılaştırılır (Moran et al., 2003). Değişim saptama tekniklerinin araştırılması günümüzde hala geçerli bir konudur ve yeni tekniklerin etkili kullanılması gereklidir. Çeşitli ve çok sayıdaki karmaşık uzaktan algılama verileri mevcuttur. Hava sensörleri ve uydulardan alınan görüntülerle değişim saptama, farklı zamanlarda alınan nesnelerin konumundaki değişimin belirlenmesi sürecidir. Yeryüzüne ait özelliklerin zamanında ve doğru değişiminin saptanması, doğal kaynaklar ile insanlar arasındaki ilişkinin daha iyi anlaşılmasında, kaynakların etkin kullanılması ve yönetiminde, insan ve doğal kaynaklar arasındaki etkileşimde önemli rol oynar. Genellikle değişim saptama, nesnenin zamansal etkilerinin nicel olarak analiz edilmesi için çoklu zamansal veri setlerinin uygulanması ile ilgilidir. Değişimin saptanmasında farklı uygulama alanları söz konusudur. Bunlar; alan kullanımı ve arazi örtüsü değişimi, orman ve bitki örtüsü değişimi, ormanların yok olması, yaprak dökümü ve tahribinin değerlendirilmesi, ormanların tahribi, yenileme, sulak alan değişimi, orman yangınları, peyzaj değişimi, kentsel değişim, çevresel değişimler, rekolte izlenmesi gibi diğer uygulamalardır.

44 27 Bir değişim saptama projesinin uygulaması üç önemli ön aşamayı içermektedir. Bu aşamalar, geometrik doğrulama (geometric correction), görüntü kayıtlama (image registration), radiometrik doğrulama (radiometric correction) ve atmosferik doğrulama (atmospheric correction) ve bazen de topoğrafik doğrulama (topographic correction) şeklindedir. Değişim saptama sonuçlarının doğruluğu birçok faktöre bağlıdır. Bu faktörler arasında, çoklu zamansal görüntüler arasında kusursuz geometrik doğrulamanın yapılması, görüntülerin ayarlanması ve doğrulanması, yersel doğru verilerin niteliğinin sağlanabilirliği, çalışma alanının çevre ve peyzajının karmaşıklığı, kullanılan değişim saptama algoritması, sınıflandırma ve değişim saptama şeması, araştırmacının bilgi ve deneyimleri, çalışma alanının ve özelliklerinin tanınması, zaman ve maliyet sınırlamaları bulunmaktadır.

45 28 4. ARAŞTIRMA ALANI YERİ VE KONUMU Araştırma alanı, İzmir ili sınırları içinde olup, kent merkezine 100 km uzaklıktadır. Aliağa dan Çandarlı Körfezi'ne kadar uzanan kıyı alanını kapsayan çalışma alanı, Ege Bölgesi'nin kuzey bölümünde yer alır. Ege Bölgesi'nin jeomorfolojisi: doğu-batı uzantılı tektonik grabenler, bu grabenler içinde akan akarsuların oluşturduğu alüvyonlar ve akarsuların kıyıya ulaştıklarında meydana getirdiği deltalarla karakterize edilir. Araştırma alanının kuzey sınırını oluşturan Bakırçay nehri, ova içinde andezit kütlelerin oluşturduğu tepelerin arasından geçerek Çandarlı Körfezi ne dökülür. Araştırma alanı Bakırçay vadi oluğunun Bayat Ovası adı verilen aşağı kesiminde yer alan Bakırçay Deltası ile Aliağa ilçesi arasında kalan kıyı kesimini oluşturur. 4.1 Araştırma Alanının Doğal Özellikleri Araştırma alanı ve çevresinde genel olarak Akdeniz ikliminin Ege alt tipi hüküm sürer. Kışlar ılık ve yağışlı, yazlar kurak ve sıcaktır. En fazla yağış alan aylar Aralık ve Ocak aylarıdır. Dağların denize dik olarak uzanması iç bölümlerin de yağış bakımından yoğun olmasını sağlar. Kar yağışı çok azdır ve yağışların büyük kısmı yağmur şeklinde oluşmaktadır Bölgede yağışların mevsimlere göre dağılımı da tarımsal yönden dikkati çekecek durumdadır. Bitkiler için en fazla suyun gereksinimlendiği yaz mevsiminde alınan yağış kışa göre son derece düşüktür. Nisan ayından itibaren hızla azalan yağışlar, Ağustos ayında en düşük düzeye ulaşır.