Prof.Dr. Tolga Elbir

Transkript

1 Prof.Dr. Tolga Elbir

2 Coğrafya + Bilgi Sistemi +

3 Coğrafya, yeryüzünü beşeri (insanoğlu ile ilgili) ve fiziki açılardan araştıran bilim dalıdır. Coğrafya, kartografi, yani harita biliminden daha geniş bir bilimdir; yalnızca neyin nerede olduğunu değil, niçin orada olduğunu da araştırır. Bir nedenin doğal mı, yoksa beşeri mi olduğu da coğrafyanın araştırma alanındadır.

4 Yeryüzünü açıklamaya çalışır. İnsan ve coğrafi çevre arasındaki karşılıklı ilişkileri inceler. Bitki ve hayvan topluluklarının farklı dağılışı inceleme alanına girer. Nüfus yoğunluğu, nüfusun yeryüzündeki dağılışı, yerleşimler ve özellikleri inceleme alanına girer. Doğa olaylarının yeryüzünde oluşturduğu değişiklikleri inceler. Havaküre yeryüzü ile ilişkili olduğundan, iklim olaylarını inceler. Deniz ve okyanuslarda gelişen olaylar inceleme alanı içinde yer alır.

5 Bilgi: Bir iş veya konu hakkında bilinen şeydir. Veri: Bilginin hammaddesi olup, bilginin temsil biçimidir. Örneğin bir binanın alanı 1000 m 2 kabul edilirse, burada konu olan binanın alanı bilgi, 1000 m 2 ise veridir. Sistem: Bir sonuç elde etmeye yarayan yöntemler düzenidir. Bilgi sistemi: Kurum ve kuruluşların yönetimsel fonksiyonlarını desteklemek amacıyla bilgiyi toplayan, depolayan, üreten ve dağıtan bir mekanizmadır. Bilgi sistemlerinin temel fonksiyonu, doğru karar verebilme kapasitesini artırmaktır.

6

7

8 Veri işleme (Data Processing) Yönetim bilgi sistemleri (Management Information) Karar-Destek sistemleri (Decision- Support Systems) Ofis Otomasyonu (Office Automation) Yapay Zeka (Artificial Intellingence)

9 Coğrafi nesnelerin sadece koordinat değerleri ile değil, aynı zamanda öznitelik bilgileri ile de tanımlanmasını konu alan bir bilgi sistemidir. Bu sistemlerin en önemli özelliği, herhangi bir nesnenin mutlak suretle koordinat bilgisi (grafik) ile tanımlanması ve bunun yanı sıra, o nesnenin özelliklerini açıklayan alfasayısal (grafik olmayan) yani metinsel bilgilerin de aynı veritabanı içinde ilişkilendirilmiş olmasıdır.

10 Coğrafi Bilgi Sistemi Altyapı-Mühendislik (Infrastructure) Bilgi Sistemi Kadastral (Cadastral) Bilgi Sistemi Sosyo-ekonomik (Socialeconomic) Bilgi Sistemi

11 Çok farklı disiplinlerden kullanıcılarının olması nedeniyle, değişik şekillerde tanımlanmaktadır. CBS, belirli bir amaç ile yeryüzüne ait verilerin toplanması, depolanması, sorgulanması, transferi ve görüntülenmesi işlevlerini yerine getiren araçların tümüdür. CBS, genel harita bilgilerini görüntülemeye yarayan bilgi yönetimi sisteminin bir şeklidir. CBS, coğrafi bilgileri bir bilgisayar ortamında depolayan ve analiz eden bir araçtır. CBS, konumsal veya coğrafi koordinatları referans alan ve bu veriler ile çalışmayı tasarlayan bir bilgi sistemidir. CBS, yeryüzü referanslı verileri toplayan, depolayan, kontrol eden, işleyen, analiz eden ve görüntüleyen bir sistemdir.

12 Genel tanım; CBS, konuma dayalı işlemlerle elde edilen grafik ve grafik olmayan verilerin toplanması, saklanması, analizi ve kullanıcıya sunulması işlevlerini bir bütünlük içerisinde gerçekleştiren bir bilgi sistemidir.

13 CBS tanımı üç yaklaşımla irdelenir: araç (toolbox), yönetim (management) ve sistem (system). Buna göre; CBS bilgi teknolojisine dayalı bir veri toplama, işleme ve sunma aracı olarak; veya yoğun ve karmaşık konum bilgilerinin etkin bir şekilde denetlenebildiği bir yönetim tarzı; ve coğrafi verilerin daha verimli kullanılmasına olanak sağlayan bir sistem ya da bunların bir bütünü olarak algılanmaktadır.

14 CAD (Computer Aided Design), mimari ve mühendislik sistemleri için çizim ve planların bilgisayarda üretilmesidir. CAD kullanıcısı herhangi bir kodlama ve veri tabanı tasarımı yapmaksızın grafik tabanlı bir işleme başlayabilir. Oysa CBS gibi bir sistemde bir kodlama ve veri tabanı tasarımı yapmak şarttır. CAD sistemleri sadece çizim işlemlerinin bir nevi otomasyonu gibi gözüküp, haritalar üzerinde yolların, arazi sınırlarının çizimlerine kolaylık sağlarken, objeler hakkında çizgisel gösterimleri dışında daha detaylı bilgiyi taşıyamadıklarından karar vericilere yeterince yardımcı olamamaktadır. Çünkü karar vericilerin sadece grafik değil aynı zamanda obje özelliklerini açıklayıcı ilave metinsel bilgilere de ihtiyacı vardır. Bu nedenle CBS gibi grafik ve metinsel bilgileri bir arada bulundurabilen daha etkili sistemlerin kullanılması kaçınılmazdır. Daha fazla bilgi

15 CBS deki hızlı gelişme ile bazı veri toplama ve işleme tekniklerinin gelişimi arasında bir bağlantı vardır. Bu teknikler; Bilgisayar destekli tasarım (Computer aided design - CAD) Bilgisayar destekli kartografya (Computer aided cartography - CAC) Veri tabanı yönetim sistemleri (Database management systems - DMS) Uzaktan algılama (Remote sensing - RS) Bu sistemlerin hiç birisinde olmayıp sadece CBS nde olan bir özellik vardır ki; o da coğrafi analiz, diğer bir ifade ile mekansal analitik işlemleri gerçekleştirebilme yeteneğidir.

16 Sayısal verilerin entegrasyonu Konumsal sorgulama Otomasyon (Akıllı harita) Görüntüleme Manipulasyon (veri güncelleme ve transferi) Konumsal analizler Karar-verme analizleri Model analizleri

17

18 CBS yeryüzüne ait bilgileri, coğrafi anlamda birbiriyle ilişkilendirilmiş tematik harita katmanları gibi kabul ederek saklar.

19 CBS nin kavramsal anlamda ilk ortaya çıkışı, 1963 yılında Kanada nın ulusal arazilerinin özelliklerine göre tespitine yönelik geliştirilen Kanada CBS projesi ile olmuştur yılında Harward Üniversitesi nde gerçekleştirilen bir proje, ilk teorik CBS çalışması olarak bilinir. Bu projede, çizgi tabanlı eğim haritalarının bilgisayar aracılığıyla üretilebileceği SYMAP isimli bir yazılım geliştirilmiştir li yıllarda aynı üniversitede poligon bindirme işlemleri ile veri katmanı oluşturmayı sağlayan ODYSSEY adlı yazılım geliştirilmiştir li yıllardan itibaren günümüzde CBS pazarını elinde tutan çeşitli ticari kurumlar kurulmaya ve kendi yazılımlarını geliştirmeye başladı. Yine farklı veritabanı türleri ve CBS ye özel veri formatları geliştirilmeye başlanmıştır.

20 Bilimsel araştırmalar Kaynak yönetimi Alt yapılar (doğalgaz, elektrik, su) Arkeoloji Çevresel etki değerlendirmesi Kentsel planlama Kartografya Coğrafi tarih Pazarlama Maden haritalama Haritacılık Tarım Askeri uygulamalar Hava, deniz ve kara trafiği izleme araç takip sistemleri Meteoroloji Arama kurtarma ve diğer amaçlar için kullanılabilir.

21 Çevresel Planlama ve Çevre Yönetimi Genel plan geliştirme Arazi kullanımı planlaması Peyzaj mimarisi Sulak alan tespiti Park yönetimi Nesli tükenen türlerin haritalanması Çevresel Politika Üretme, Değerlendirme ve Geliştirme Arazi Nitelendirme Arazi değer tespiti Ulaşım modellemesi Yeraltısuyu yönetimi Atık depolama yeri tespiti Atık Yönetimi Planlama ve gelişme Zaralı kimyasallar yönetimi Veri envanteri ve veri girişi Tehlikeli atık ulaşımı Bilgi/Kaynak yönetimi Atık depolama yeri seçimi Halk sağlığı ile ilgili kararlar Depolama yeri yönetimi Su Kaynakları Yönetimi Çevresel Kalite İzleme Su kaynaklarını araştırma Su kalitesi izleme Su kalitesi analizi Yeraltısuyu kirliliği izleme Yeraltısuyu yönetimi Radrasyon tespiti Su kaynakları koruma Çevresel Modelleme Çevresel İdari İzinler Hava kalitesi modellemesi Tehlikeli atık yönetimi ile ilgili izinler Ulaşım modellemesi Su kalitesi yönetimi Yeraltısuyu kirliliği modellemesi Hava kalitesi yönetimi Hidrolik akım analizi Maden arama Tuzlusu girişimi modellemesi Olağanüstü Hal Yönetimi Deprem bölgelerinin haritalaması Sel baskını zararlarının haritalanması Kasırga ve meteoroloji modellemesi Petrol sızıntı modellemesi

22 Prof.Dr. Tolga Elbir

23 Harita Basit tanım: Arazinin belli bir ölçeğe küçültülerek, kağıt üzerinde gösterilmesidir. Teknik tanım: Jeodezi bilimi tekniklerine göre doğal ve yapay detayları ölçülmüş yeryüzü parçasının, belli bir oran dahilinde küçültülerek, yatay bir düzleme iz düşümünün, çizgi ve özel işaretlerle gösterilmiş şekline denir. Jeodezi, yerkürenin şeklini ve yeryüzünü ölçme işlemlerini konu edinen bir bilim dalıdır.

24 Ölçek Haritalar belli bir oran dahilinde küçültüldüğü için, harita ve arazi arasında daima bir matematiksel ilişki vardır. Ölçek, harita üzerinde ölçülmüş iki nokta arasındaki mesafenin, yeryüzündeki gerçek noktalar arasındaki mesafeye oranıdır. Ölçek = haritadaki uzunluk / arazideki uzunluk

25 Harita Ölçeği Ölçeğin paydası büyüdükçe, haritanın kaplayacağı alan büyür, ancak buna karşın haritadaki detaylardaki belirginlik azalır.

26 Ölçek Okuma İle İlgili Pratik Bilgi

27 Haritalarda Ölçek Gösterimi

28 Ölçeklerine Göre Haritalar Çok büyük ölçekli haritalar 1/250 1/2.500 Büyük ölçekli haritalar 1/ / Orta ölçekli haritalar: 1/ / Küçük ölçekli haritalar 1/ / /1.000 Çok küçük ölçekli haritalar: 1/ < 1/

29 Yapılış Amaçlarına Göre Haritalar Genel haritalar Topoğrafik haritalar: arazinin topoğrafik yapısını gösterir. Geniş bölge haritaları: bir ülkeyi ya da kıtayı gösterir. Dünya haritaları: dünyanın bütününü bir arada gösterir.

30 Yapılış Amaçlarına Göre Haritalar Özel haritalar Kadastro haritaları: arazinin mülkiyet yapısına göre sınırları gösterir. Kent haritaları: bir kentin yerleşme durumunu gösterir. Deniz ve hava ulaşım haritaları: limanlar ve hava alanları arasında bağlantı yollarını gösterir. Yol haritaları: kara yolları bağlantılarını gösterir. Bilim haritaları: jeolojik haritaları, madencilik haritaları, vb. Turistik haritalar: turistik değerleri gösterir. Tematik haritalar: bir istatistiksel bilginin bölge içindeki dağılımını iki veya üç boyutlu gösterir.

31 Yerkürenin Şekli

32 Yerkürenin Şekli Dünyayı oluşturan denizler, karalar, taşkürenin altında yer alan diğer katmanlar homojen olarak dağılım göstermedikleri için dünyanın biçimini bir geometrik yüzey olarak belirlemek imkansızdır. Yerin kendine özgü gerçek şekline jeoid denir. Jeodezi bilimine göre; deniz yüzeyinin durgun hali jeoidi belirler ve bu yüzeyin karaların altında da devam ettiği kabul edilir. Harita üretimi için, büyük yeryüzü parçalarının ölçülmesinde yerin geometrik olarak tanımlanamayan jeoid biçiminde olması sorun yaratmaktadır.

33 Yerkürenin Şekli Jeoidi harita yapımında orjinal yüzey olarak, diğer bir ifade ile referans yüzey olarak kullanmak imkansızdır. Ancak jeoid yerine, geometrik bir yüzey olan dönel elipsoit referans yüzeyi olarak kullanılır. Dönel elipsoit, bir elipsin kısa ekseni etrafında dönmesiyle meydana gelen yüzeydir. Elipsoidin basıklığı = a b / a şeklinde bulunur.

34 Yerkürenin Şekli Dünya için kabul edilen referans elipsoit ile jeoid arasında her noktada değişen, artı veya eksi olabilen N yükseklik farkı vardır. Buna jeoid yüksekliği denir.

35 Yeryüzü İçin Bugüne Kadar Kullanılmış Elipsoit Çeşitleri Reference ellipsoid name Equatorial radius (m) Polar radius (m) Inverse flattening Where used Modified Everest (Malaya) Revised Kertau 6,377, ,356, Timbalai 6,377, ,356, Everest Spheroid 6,377, ,356, Maupertuis (1738) 6,397,300 6,363, France Everest (1830) 6,377, ,356, India Airy (1830) 6,377, ,356, Britain Bessel (1841) 6,377, ,356, Europe, Japan Clarke (1866) 6,378, ,356, North America Clarke (1878) 6,378,190 6,356, North America Clarke (1880) 6,378, ,356, France, Africa Helmert (1906) 6,378,200 6,356, Hayford (1910) 6,378,388 6,356, USA International (1924) 6,378,388 6,356, Europe NAD 27 (1927) 6,378, ,356, North America Krassovsky (1940) 6,378,245 6,356, Russia WGS66 (1966) 6,378,145 6,356, USA/DoD Australian National (1966) 6,378,160 6,356, Australia New International (1967) 6,378, ,356, GRS-67 (1967) 6,378,160 6,356, South American (1969) 6,378,160 6,356, South America WGS-72 (1972) 6,378,135 6,356, USA/DoD GRS-80 (1979) 6,378,137 6,356, NAD 83 6,378,137 6,356, North America WGS-84 (1984) 6,378,137 6,356, Global GPS IERS (1989) 6,378,136 6,356, IERS (2003)[2] 6,378, ,356, Global ITRS

36 WGS-84 Jeodezik Sistemi (World Geodetic System) 1984 yılından itibaren kullanılmaya başlanmış olup, 2004 yılında son revizyonu yapılmıştır. Daha önceki versiyonları WGS 72, WGS 66, and WGS 60 tır. WGS 84 günümüzde kullanılan global konum belirleme sisteminin (GPS) kullandığı referans sistemdir.

37 Harita Projeksiyonları Yeryüzünün elipsoite benzer bir şekil olduğu düşünülürse, bu şeklin anlaşılabilir olması için bir düzleme yani haritaya dönüştürülebilmesi gerekir. Dolayısıyla harita yapılırken bu eğri yüzey üzerindeki bilgilerin bir düzlem yüzeye aktarılması söz konusudur. Eğri bir yüzeyin bir düzleme doğrudan doğruya açılabilmesi mümkün değildir. Bu aynen yarısı kesilmiş bir topun düzleştirilmeye çalışılmasında karşılaşılan problem gibidir.

38 Harita Projeksiyonları Eğri bir yüzey üzerindeki bilgilerin matematik ve geometrik kurallardan yararlanarak harita üzerine geçirilmesine harita projeksiyonu denir. Harita projeksiyon hesap işlemlerinde, yer kürenin elipsoit olmasına rağmen, matematiksel tanımlarda daha basit ve anlaşılır olması bakımından yeryüzü küre olarak kabul edilir.

39 Harita Projeksiyonları Küre (veya elipsoit), ancak üç temel yüzeyden bir tanesi üzerine iz düşürebilir ve daha sonra harita üretmek üzere bu yüzey açılır. Bunlar; düzlem, silindirik ve konik yüzlerdir.

40 Harita Projeksiyonları Projeksiyon yüzeyinin ekseni, orjinal yüzey ekseni ile çakışık ise bu hale normal projeksiyon; yüzeyin ekseni ile 90 o açı yapıyorsa transversal projeksiyon; veya herhangibir açı yapıyorsa eğik projeksiyonlar denir.

41 Koordinat Sistemleri Coğrafi koordinat sistemi: Dünya üzerindeki noktaların konumlarını belirlemek amacıyla bütün dünyayı saran bir koordinat ağının olduğu kabul edilir. Paralel (1 o lik 180 adet, ekvator merkez) Meridyen (1 o lik 360 adet, Londra Greenwich merkez)

42 Koordinat Sistemleri Bir noktanın ekvatora olan uzaklığını yer merkezinden gören açıya o noktanın enlemi (latitude) denir. Bir noktadan geçen meridyen düzlemi ile başlangıç meridyen düzlemi arasında kalan açıya o noktanın boylamı (longitude) denir. Coğrafi koordinat sistemi, dünyanın merkezini başlangıç noktası kabul eder ve dünya üzerinde herhangibir noktanın konumunu belirlemede derece cinsinden enlem-boylam değerlerini kullanır. Bu sistemde dünyanın tam bir küre olduğu kabul edilir ve en büyük dezavantajı budur.

43 UTM (Universal Transverse Mercator) Projeksiyonu Mercator (silindir) projeksiyonunun transversal konumda uygulanmış halidir. Yeryüzü için referans yüzey elipsoid alınması durumunda projeksiyon formülleri Alman Gauss ve Krüger tarafından geliştirildiği için Gauss- Krüger Projeksiyonu olarak da bilinir. Projeksiyon yüzeyi (silindir) yerküreye bir meridyen boyunca teğet olup, bu meridyen orta meridyen olarak adlandırılır. Orta meridyenden uzaklaştıkça deformasyonların hızla artması nedeniyle orta meridyen civarında bir şerit boyunca kullanımı uygundur.

44 UTM (Universal Transverse Mercator) Deformasyonları kontrol altında tutmak amacıyla yeryüzü 6 lik boylam farkları ile 60 dilime ayrılır. Her dilimde x ekseni orta meridyenin, y ekseni ise ekvatorun izdüşümlerine çakışık olmak üzere bir düzlem kartezyen koordinat sistemi tanımlanmıştır. Deformasyonları kontrol altında tutmak amacıyla düzlem koordinatları (x,y) küçültme ya da ölçek faktörü olarak adlandırılan bir katsayı ile (0.9996) çarpılırlar. Koordinatların küçültme faktörü ile çarpılmasının geometrik anlamı, projeksiyon yüzeyinin (silindir) yerküreyi kesiyor olmasıdır.

45 UTM (Universal Transverse Mercator) Koordinatlarda negatif değerlerden kaçınmak için y değerleri m ile toplanır. Güney yarımkürede ise x değerleri m ile toplanır. İngilizcedeki "Easting" ve "Northing" kavramlarını karşılamak üzere y koordinatı "Sağa", x koordinatı ise "Yukarı" olarak da isimlendirilir. Başka bir deyişle x ekseni Ekvatorun izdüşümü ile, y ekseni ise orta meridyenin izdüşümü ile çakışık alınır. Çoğu CBS yazılımında da koordinat sistemi bu şekildedir. Türkiye 1:25 000, 1:50 000, 1: ve 1: ölçekli standart topoğrafik harita takımları bu projeksiyon sistemi temel alınarak üretilmektedir.

46 UTM Projeksiyon Koordinat Sistemi 180 o meridyeninden başlar ve 6 o lik 60 dilimden (zone) oluşur. Her bir dilim bir projeksiyon sistemini belirtir ve numaralandırma sağa doğru 1 er artarak yapılır. Böyle bir dilimin 3 o sağı ve 3 o solu aynı dilim içinde kalır. Dilim eksenleri 3 o, 9 o, 15 o,... Doğu ve Batı meridyenleridir. Dilimlerin numaraları dilimlerin üzerinde gösterilmiştir. Projeksiyon diliminin dilim numarası biliniyorken o dilimin orta meridyeninin boylamı, L0 = [( DN)*6 3 ] 180 bağıntısı ile hesaplanır.

47 Türkiye nin içine girdiği UTM zone lar

48 Haritaların İsimlendirilmesi Harita yapımında 1/ , 1/ ve 1/ ölçekleri uluslar arası indeks kapsamındadır. Bu haritalar içinde bulunan en büyük kentin ismini alarak adlandırılır.

49 Haritaların isimlendirilmesi