HEYELAN İZLEMEDE İNSANSIZ HAVA ARAÇLARI YARDIMIYLA ÜRETİLEN SAYISAL YÜKSEKLİK MODELLERİNDE DOĞRULUK ANALİZİ

Transkript

1 HEYELAN İZLEMEDE İNSANSIZ HAVA ARAÇLARI YARDIMIYLA ÜRETİLEN SAYISAL YÜKSEKLİK MODELLERİNDE DOĞRULUK ANALİZİ R.C. ERENOĞLU 1, O. ERENOĞLU 2, D. GÜNGÖRDÜ 3 1 Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi,Mühendislik Fakültesi,Geomatik Mühendisliği Bölümü,Çanakkale, ceren@comu.edu.tr 2 Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi,Mühendislik Fakültesi,Jeoloji Mühendisliği Bölümü,Çanakkale, o_turkdonmez@comu.edu.tr 3 Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi,Mühendislik Fakültesi,Geomatik Mühendisliği Bölümü,Çanakkale, denizgungordu@comu.edu.tr Özet Bu çalışmada, Biga Yarımadasının kuzey doğusunda yer alan Ambaroba Heyelanının zamansal olarak izlenmesi kapsamında insansız hava aracı destekli uzaktan algılama yöntemleri kullanılarak 2013 ile 2015 yılları arasında gerçekleştirilen ölçülere dayalı sonuçlar verilmektedir. İHA teknolojisi yardımıyla elde edilen yüksek çözünürlüklü sayısal görüntüler yardımıyla sayısal arazi modelleri üretilmiştir. Elde edilen yüksek çözünürlüklü sayısal arazi modelleri karşılaştırılarak deformasyona uğrayan alanlar belirlenmiş ve ayrıca arazi modellerinin doğruluk analizleri gerçekleştirilmiştir. Anahtar kelimeler: Heyelan, İnsansız Hava Aracı, Sayısal Arazi Modeli, Deformasyon İzleme. Abstract AN ACCURACY ASSESSMENT OF DIGITAL ELEVATION MODEL USING UNMANNED AERIAL SYSTEM IN LANDSLIDE MONITORING The aim of this study is to estimate the temporal and spatial behavior of the landslide located in Ambaroba region which is situated in the Biga Peninsula, Canakkale, NW Turkey using unmanned aerial system-aided remote sensing performed between 2013 and Digital terrain models were generated from the aerial images collected by unmanned aerial vehicle simultaneously. By comparing digital terrain models from different UAS flight dates, the significant deformed sites are detected and then a comprehensive accuracy assessment is successfully performed for the digital terrain models. Keywords: Landslide, Unmanned Aerial System, Digital Terrain Model, Deformation Monitoring. 1. Çalışma Bölgesi Ambaroba Heyelanı, Çanakkale ilinin Biga ilçesine bağlı Ambaroba Köyü çevresinde oluşmuştur. Bölgede halen devam etmekte olan heyelan hareketleri yılları arasında önemli ölçüde etkili olup köy içindeki bazı hanelerin yıkımına neden olmuştur (Şekil 1). Drenaj ağı, iklim ve yağış gibi faktörler kütle hareketlerinde etkili olabilmektedir. Ancak, alan jeolojik ve jeomorfolojik açıdan

2 2 değerlendirildiğinde heyelanı tetikleyici litolojik ve aktif tektonik faktörler önemli ölçüde dikkati çekmiştir. Şekil 1. Ambaroba köyü ve çevresinin jeoloji haritası, heyelanın gerçekleştiği sedimanter ve volkanik kayaların sınırı. 2. İHA Destekli Uzaktan Algılama İHA destekli uzaktan algılama kapsamında kullanılan iş akış diyagramı Şekil 2 de verilmektedir. Şekil 2. İHA destekli uzaktan algılamanın iş akış diyagramı. 3. İHA Tekniğiyle Veri Toplama Bu çalışma kapsamında uygulanan yöntem, teknik ve kullanılacak araçlar aşağıdaki gibi özetlenmiştir: Üretilecek modellerden beklenen doğruluk kriterlerinin saptanması,

3 3 Değerlendirme için gerekli öncül (önsel) bilgilerin belirlenmesi, Uçuş planının yapılması ve İHA uçuşu ile veri toplama (Şekil 3), Üç boyutlu arazi modeli üretimi (Şekil 4 ve Şekil 5), Doğruluk analizleri (Tablo 1, Tablo 2 ve Tablo 3) Teknik Özellikler Boyutlar 73 cm x73 cm x36 cm Yük kapasitesi 2500 gr Maksimum Yükseklik 100m (Kuş Uçuşu) Maksimum Mesafe 100m (Kuş Uçuşu) Uçuş Süresi 45 dk Gerçek Uçuş Süresi dk Anlık Gerilim, Kapasite, Telemetri Verisi Akım, Yükseklik, Mesafe, Yön, Hız, Sıcaklık Şekil 3. Mikrokopter Okto XL havadan görüntüleme sistemi. (a) (b) (c) (d) (e) (f) Şekil 4. (a) Uçuş planı, (b) Hava fotoğraflarından birkaç örnek, (c) (+) şeklindeki yer kontrol noktası, (d) Yer kontrol noktalarındaki RTK ölçmeleri, (e) Zemindeki görünümü, (f) Fotoğraftaki görünümü.

4 4 (a) (d) (b) (e) (c) Şekil 5. (a) Tek renkli mesh, (b) Gerçek renkli üç boyutlu nokta bulutu, (c) Doku giydirilmiş üçgenleme yüzeyi, (d) 10 cm gridlenmiş sayısal yükseklik modeli, (e) Eş yükseklik çizgilerini içeren orto-görüntü, (f) Farklı tarihlerde üretilmiş sayısal yükseklik modellerinin karşılaştırılması. (f) Tablo 1.Üretilen nokta bulutunun tek değişkenli istatistikleri. Büyüklük X Koordinatı Y Koordinatı Z Koordinatı Min Maks Aralık Ortalama Medyan Tablo 2.Kontrol noktalarının İHA-ortofoto ve RTK/GNSS koordinatları. Kontrol Noktası İHA- Ortofoto Koordinatları RTK/GNSS Koordinatları # X (m) Y (m) Z (m) X (m) Y (m) Z (m) C C C C C C C C

5 5 Tablo 3. 3B arazi modeli için gerçekleştirilen doğruluk analizi sonuçları. Mesafe Model Ölçmeleri (m) ÇŞM Ölçmeleri (m) Farklar (m) C1-C C1-C C2-C C3-C C3-C C4-C C5-C C5-C C6-C C7-C Sonuçlar Ambaroba Heyelanındaki yer değiştirmelerin zamansal olarak izlenmesinde kullanılacak sayısal arazi modellerinin üretilmesinde İHA destekli uzaktan algılama kullanılmıştır. Heyelan alanı kampanya tipi iki uçuş döneminde izlenmiştir. İlgili ölçü epoklarından üretilen sayısal arazi modelleri farklandırılarak heyelanlardan kaynaklanan deformasyonların meydana geldiği alanlar tespit edilmiştir. Ayrıca belirli noktalarda gerçekleştirilen RTK-GPS/GNSS koordinatları ile İHA-ortofoto koordinatları karşılaştırıldığında aradaki fark 1-2 santimetre düzeyinde olduğu tespit edilmiştir. Kaynaklar Barazzetti, L., Brovelli, M., Scaioni, M., (2008). Generation of true-orthophotos with LiDAR dense digital surface models, The Photogrammetric Journal of Finland, 21,1, Brown, J., (2003). Aspects on true-orthophoto production, Proceedings, Phot. Week 03.Wichmann, , Stuttgart, Germany. Dequal, S., Lingua, A., (2004). True orthophoto of the whole town of Turin, International Archives of Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, 34(5/C15), Erenoglu R. C., Akcay O., Erenoglu O., (2015). Estimating of landslide by repeated GPS/GNSS measurements in the Ambaroba Region, Canakkale, NW Turkey, Proceedings, International Symposium on Modern Technologies, Education and Professional Practice in Geodesy and Related Fields, Sofia, Bulgaria. Garwood, N. C. et al., (1979). Earthquake-caused landslides: a major disturbance in tropical forests, Science, 205, Greiwe, A., Gehrke, R., (2013). Foveon Chip oder Bayer Pattern - geeignete Sensoren zur Aerophotogrammetriemit AUS. In: Photogrammetrie, Laserscanning, Optische 3D-Messtechnik -Beiträge der Oldenburger 3D-Tage (Luhmann,T., Müller, C., ed.),

6 6 Gruen, A., Huang,X., Qin,R., Du,T.,Fang,W.,Boavida,J., Oliveira, A., (2013). Joint processing of UAV imagery and terrestrial mobile mapping system data for very high resolution city modeling, ISPRS- International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, 1, 2, Restrepo, C. et al., (2009). Landslidingandits multi-scaleinfluences on mountainscapes, BioScience, 59, Shortis, M., Harvey, E. S., Abdo, D., (2009). A review of underwaterstereo-image measurement for marine biology and ecology applications, Oceanogr Mar Biol AnnuRev, 47, Sidle, R. C.,Ochiai, H., (2013). Landslides: processes, prediction, andlanduse, American Geophysical Union, 18. Water Resources Monograph, Washington, DC. Singh, R., Qureshi, Q., Sankar, K., Krausman, P. R., Goyal, S. P., (2013). Use of camera traps to determine dispersal of tigers in semi-arid landscape, J Arid Environ, 98, , Western India. Webster, R., Oliver, M. A., (1990). Statistical methods in soil and land resources survey, Oxford University Press.