DENİZLİ BABADAĞ İLÇESİNDE HEYELANLARIN İNTERFEROMETRİK YAPAY AÇIKLIKLI RADAR (InSAR) TEKNİĞİ İLE GÖZLEMLENMESİ

Transkript

1 DENİZLİ BABADAĞ İLÇESİNDE HEYELANLARIN İNTERFEROMETRİK YAPAY AÇIKLIKLI RADAR (InSAR) TEKNİĞİ İLE GÖZLEMLENMESİ Fatma CANASLAN ÇOMUT 1, Şule GÜRBOĞA 2, Aydın ÜSTÜN 3 1 Denizli İl Afet ve Acil Durum Müdürlüğü, Denizli, fatma.c.comut@afad.gov.tr 2 Akdeniz Üniversitesi, Jeoloji Mühendisliği Bölümü, Antalya, sule.gurboga@gmail.com 3 Kocaeli Üniversitesi, Harita Mühendisliği Bölümü, Kocaeli, aydin.ustun@kocaeli.edu.tr ÖZET Yerkabuğunun aktif deformasyon alanları, birçok doğal afete neden olmuş ve olmaya devam etmektedir. Bunlardan başlıcaları, can ve mal kayıplarıyla insanoğlunun yaşamında derin izler bırakan depremler ve heyelanlardır. Bu afet türleri ile ilgili yapılan jeolojik ve çok disiplinli araştırmalar 20. Yüzyılın başından itibaren doğal afet zararlarının etkisini en aza indirmeye yönelik çalışmalara ivme kazandırmıştır. Bilimsel ve teknolojik gelişmeler, yeni yaklaşımların geliştirilmesinde kullanılan yöntemlerin zenginleşmesine daha fazla katkı sağlamaktadır. Buna örnek olarak, İnterferometrik Yapay Açıklıklı Radar (InSAR) Tekniği son yıllarda yüzey deformasyonlarının belirlenmesinde etkili bir yöntem haline gelmiştir. Bu teknik, radar görüntü çiftlerini kullanarak çeşitli yüzey hareketlerinin deformasyon oranlarının belirlenmesine imkan sağlar. Ülkemizde birçok kentsel alan heyelan tehdidi altındadır. Bunlardan biri Denizli nin Babadağ ilçesidir. İlçe merkezinde ve yakın çevresinde çeşitli heyelan olayları gözlemlenmektedir. Gündoğdu Mahallesi heyelandan en çok etkilenen yerleşim alandır. Yerleşim yoğunluğu heyelanın incelenmesini zorunlu kılmaktadır. Bu amaç doğrultusunda söz konusu alan için, heyelan hareketinin büyüklüğünün belirlenmesine yönelik çeşitli çalışmalar yapılmıştır. Önceki çalışmalar neticesinde yıllık hareketin yaklaşık 4-10 cm olduğu tespit edilmiştir. Bu çalışmada, Babadağ Gündoğdu sınırında meydana gelen deformasyonun yönü ve büyüklüğünün İnterferometrik Yapay Açıklıklı Radar Yöntemi ile belirlenmesi amaçlanmaktadır. Babadağ ve çevresindeki farklı alanlarda oluşabilecek deformasyonun izlenmesi çalışmanın bir diğer amacını oluşturmaktadır. Deformasyon haritalarının (interferogramların) oluşturulması için, Avrupa Uzay Ajansı na Kategori-1 Projesi kapsamında proje numarasıyla proje başvurusunda bulunulmuş ve temin edilen ALOS PALSAR radar görüntü çiftleri çalışma alanındaki deformasyon yüzeyini modellemek için kullanılmıştır. Radar verileri sarproz yazılımı ile işlenmiş, yüksek uyuşuma (koheransa) sahip interferogramlar oluşturulmuş ve bu interferogramlardan kestirilen deformasyon oranları yorumlanmıştır. Anahtar Kelimeler: Heyelan, InSAR, Babadağ (Gündoğdu), ALOS PALSAR MONITORING OF LANDSLIDES IN DENIZLI BABADAG DISTRICT USING INTERFEROMETRIC SYNTHETIC APERTURE RADAR (InSAR) TECHNIQUE ABSTRACT Active deformation zones on the earth surface continue to threaten the life in the past, present and the future. The main two of these disasters are earthquake and landslide that are the reason of most human loss. The geological and multi-disciplinary research related to these kinds of disasters that occurred in the early 20th century has gained further momentum with events that affect people's lives significantly. Thanks to scientific and International Burdur Earthquake & Environment Symposium (IBEES2015) Uluslararası Burdur Deprem ve Çevre Sempozyumu 7-9 May 2015, Mehmet AkifErsoy University,

2 technological advances, different kinds of studies have led to new insights to the earth sciences. Among these studies especially in the last decades, Interferometric Synthetic Aperture Radar (InSAR) technique has become an effective geodetic method for determining surface deformation. This technique determines deformation rate from various surface movements using radar images. From the point of view of examining spatial distribution of surface deformations, we search for landslides in our country. Many urban areas in Turkey are affected by landslides. For example, in Denizli, Babadag town center and close surroundings, various landslides have been observed. We examined landslides which are located in Gundogdu district. Gundogdu landslide is significant for our study due to the density of the residential area. From the previous studies a movement about 4-10 cm per year is determined. In this study, it is aimed to detect amount and direction of horizontal movement occurred in Babadag Gundogdu district based on InSAR technique. This study shows that the deformations are still developing in the different parts of Babadag and its surroundings. For mapping deformations through interferograms, ALOS PALSAR radar images were delivered from the European Space Agency under Category-1 project (Project ID: 14218) and some image pairs were created to examine the surface deformations within the study area. The interferograms which were processed with the sarproz software showed high coherence, and the surface deformations were interpreted using these interferograms. Keywords: Landslide, InSAR, Babadağ (Gündoğdu), ALOS PALSAR 1. GİRİŞ Doğa olaylarının bir sonucu olan yüzey değişimlerinin incelenmesinde yıllardır birçok farklı mühendislik disiplini açısından çeşitli yöntemler geliştirilmiştir. Değişim oranlarının ve konumlarının belirlenmesi amacıyla bu yöntemler çeşitli deformasyonlar için uygulanmıştır. Özellikle son yıllarda yeryuvarının uzaktan algılama yöntemleri ile incelenmesi, teknolojinin her geçen gün ilerlemesi ile daha kolay hale gelmiştir. Günümüzde en etkili uzaktan algılama yöntemlerinden biri İnterferometrik Yapay Açıklıklı Radar (Interferometric Synthetic Aperture Radar InSAR) tekniğidir. Heyelan, özellikle yapılarda yüksek hasarlarla sonuçlanan önemli doğal afetlerden biridir. Bu denli ciddi kayıplara neden olan heyelan afetinin izlenmesi ve etki alanlarının belirlenmesi, afet ön kestirimi ve hasar önleme çalışmaları açısından son derece önem arz etmektedir. Türkiye'de depremden sonra %15 ile ikinci sırada yer alan heyelan afeti için Denizli de bu oran % 17 dir (Altaylı vd., 2006). İlimizdeki en önemli heyelan ise Babadağ ilçesi Gündoğdu Mahallesi heyelanıdır (Ulusay vd., 2006). Farklı oluşumlarda karşımıza çıkan heyelanlar, birçok çalışmanın konusu olmakta ve farklı disiplinler tarafından incelenmektedir. Bu çalışmalardan biri heyelanların InSAR yöntemi kullanılarak izlenmesidir. InSAR, özellikle düşey yönlü yüzey deformasyonların belirlenmesi ve izlenmesinde etkin biçimde kullanılan jeodezik bir yöntemdir (Canaslan, 2010). Düşey konum değişimlerini cm boyutunda ölçebilen bu yöntemin geliştirilmiş versiyonları sayesinde daha da hassas ve güvenilir ölçümler yapılabilmektedir. Bu teknik, farklı zamanda alınan SAR görüntüleri arasındaki faz farkının ölçülmesi ile oluşan deformasyonun belirlenmesi esasına dayanmaktadır. Çalışma kapsamında, Denizli İli Babadağ İlçesi'nde, 100 yılı aşkın bir süredir varlığını sürdüren ve yaklaşık olarak 65 yıldan bu yana çeşitli mühendislik yöntemleri ile de gözlemlenen heyelanlar InSAR yöntemi ile incelenmiştir. Denizli ilinin Kuzey batısında yer alan Babadağ, 180 km 2 'lik bir alan üzerinde ve İl Merkezine yaklaşık 30 km uzaklıkta bulunan bir ilçedir. Aktif bir heyelan bölgesi olarak, Mülga Afet İşleri Genel Müdürlüğü tarafından tarihli Jeolojik Etüt Raporuna göre heyelanın önlenemeyeceği belirtilerek, afete maruz alan sınırları tespit edilmiş ve afetzede ailelerin nakledilmesi gerektiği sonucuna varılmıştır. Bunun üzerine 7269 sayılı Afet Kanunun 1. maddesine göre muhtemel heyelan afeti için Mülga Afet İşleri Genel Müdürlüğünce gün ve 52/20407 sayılı olur ile Genel Hayata Etkilik Oluru alınmıştır. Böylece Afet Kanunu kapsamında afetzedelerin nakledilmeleri kesinleşmiştir. Tüm bu veriler ışığında yapılan değerlendirme sonucunda, bu alan üzerindeki konutlar kaldırılmış, yapılaşmaya kapatılmış ve Denizli nin 10 km KB sında 50

3 seçilen bir alanda Babadağ Afet Konutları (406 Konut ve 101 iş yeri) inşa edilmiş ve Gündoğdu Mahallesi halkı da yeni yerleşim yerine taşınmıştır. Sonuç olarak afet olmadan halkın yaşamını riske etmemeye yönelik tüm çalışmalar tamamlanmıştır. Birçok bilimsel çalışmaya konu olan Gündoğdu heyelanı için değişik mühendislik uygulamaları yapılmış, bunların hepsi arazi ve gözlemsel çalışmalara dayandırılırmış ve sonuç olarak önemli veriler ortaya konmuştur (Kumsar vd., 2012). Özet olarak, kayma miktarı yaklaşık 4-10 cm/yıl olarak tespit edilmiştir (Kumsar vd., 2004). Fakat uzun yıllardır aktivitesi bilinen bu heyelan kütlesi hiçbir uzaktan algılama çalışması ile incelenmemiştir. Çalışmamızda yararlandığımız InSAR yöntemi sayesinde, düşey yönde meydana gelen yer değiştirmeler cm boyutunda hassasiyete sahip bir şekilde analiz edilerek tespit edilebilmiştir. Bu amaçla Avrupa Uzay Ajansı'na uydu görüntüsü temini için proje başvurusunda bulunulmuştur. Kategori-1 projesi kapsamında proje numarasıyla, Babadağ ve çevresi için gerekli olan uydu görüntüleri kırsal ve kentsel alanlarda kullanılmak üzere ve kullanım amacına en uygun olacak şekilde ALOS PALSAR ve ENVISAT ASAR olarak belirlenmiştir. Başlangıç çalışması olarak heyelanların tespitinde ALOS PALSAR uydu verilerinin temini ve işlenmesi uygun görülmüştür. Yapılan başlangıç çalışmaları ışığında, faz gürültüsünü InSAR tekniğine göre daha net bir şekilde ortadan kaldırabilmek için tekniğin geliştirilmiş versiyonları olan İleri InSAR tekniklerinden yararlanmak mümkündür ve bölgenin özellikle İleri InSAR teknikleri ile de incelenmesi gerektiği sonucuna varılmıştır. Düşey konum değişimlerini cm boyutunda ölçebilen InSAR yönteminin geliştirilmiş versiyonları (PSInSAR, StaMPS, SBAS, Quasi-PS) sayesinde daha da hassas ve güvenilir ölçümler yapılabilmektedir. Söz konusu teknikler çokluinterferogram esasına dayanmaktadır. Yeryüzünde meydana gelen birçok değişimin mm doğruluğunda gözlemlenmesinde özellikle bazı durumlarda çok önemli sonuçlar veren bilimsel yöntem olan InSAR verilerinin zaman serileri analizleri için bugüne kadar birçok algoritma geliştirilmiştir (Osmanoğlu, 2011). Bunlar, Daimi Yansıtıcı İnterferometre (Persistent Scatterer Interferometry (PSI)) (Kampes,2005,2006), Daimi Yansıtıcılar için Standford Yöntemi (Standford Method for Persistent Scatterers (StaMPS)) (Hooper vd., 2004), Kısa Baz Uzunluğu İnterferometre (Short Baselines Interferometry (SBAS)) (Lanari vd., 2007) ve Küçük Zamansal Baz Uzunluğu Kümeleri (Small Temporal Baseline Subset (STBAS)) algoritmalarıdır. İleri InSAR teknikleri, deformasyonun niteliği ve olası deformasyonların nasıl ortaya çıkarılacağı konularına bağlı olarak belirlenmektedir. Bu çalışma kapsamında, bu tekniklerde sabit olduğu düşünülen ve yansıma özelliği iyi olan PS (Persistent / Permanent Scatterers) noktaları kullanılacaktır. PS noktaları, görüntülerin farklı edinim tarihleri olmasına karşın spektral yansımalarında asla bir değişiklik olmayan yüksek radar yansıtıcı objelerdir. 2. ÇALIŞMA ALANI VE SEÇİLEN GÖRÜNTÜ ÖZELLİKLERİ Çalışma kapsamında InSAR Tekniği, Mülga Afet İşleri Genel Müdürlüğü tarafından Afete Maruz Bölge olarak kabul edilmiş bir alan olan Denizli İli Babadağ İlçesi'nde gerçekleşen heyelan afetinin belirlenmesi amacıyla kullanılmıştır. Söz konusu çalışma başlangıç çalışması olup, ilk aşamada tespit edilen yer değişim konum ve oranları geçmiş çalışmalarla paralel çıkmıştır. Uygulamanın gerçekleştirilebilmesi amacıyla, L bandta işlem gören ALOS PALSAR uydusundan seçilen 4 adet görüntü; FBS (Fine Mode Single Polarisation) Modunda (28MHz, 10 metre çözünürlük), 70 X 70 km'lik alanı kapsayan, YY (HH) polarizasyona sahip özellikteki görüntülerdir. Seçilen verilerin söz konusu özellikte olmaları, InSAR uygulamalarında en uygun çözüm veren Fine Mode/Dual Polarisation 1.1 (Envisat ASAR uydularında IMS (SLC (Single Look Complex) verilerine karşılık gelir) seviyesinde olmaları nedeniyledir. L bant uydu görüntülerinde dalga boyu 23,6 cm değerindedir. 51

4 2.1. Çalışma Alanı ve Görüntü Seçimi Babadağ, Denizli nin güney batısında ve Denizli merkeze 30 km mesafede yaklaşık 4500 kişilik nüfusa sahip bir ilçedir. Heyelanın aktif olarak görüldüğü Gündoğdu Mahallesi ise Babadağ ilçesinin güneyinde bulunan yaklaşık 2000 kişilik nüfusa sahip, heyelan neticesinde birçok yapının zarar gördüğü, daha önce heyelan tespiti için birçok çalışma gerçekleştirilmiş olan çalışma alanımızdır. Geçmiş çalışmaların neticesinde bölgede çok daha geniş alanı kapsayan bir çalışma yapılmadığı ve geniş kapsamlı çevreleyen bir alan ile birlikte daha önce afete maruz bölge olarak ilan edilen alanın InSAR ile belirlenmesi ihtiyacı duyulmuştur (Çevik, 2003). InSAR uygulamaları kapsamında, çalışmaların gerçekleştirilebilmesi için seçilen 4 adet ALOS PALSAR uydu görüntüsüne ait, çalışma alanını kapsayan iz ve çerçeve (Çerçeve No: 740) görünümleri Şekil 1'de gösterildiği gibidir. Şekil 1. ALOS verilerinin çalışma alanı üzerindeki konumu (Çerçeve No:740) Seçilen görüntülere ait koordinat bilgileri ve baz uzunluklarına ait özelliklerin yer aldığı Tablo 1'de birincil görüntü olarak seçilen veri tarihli SAR görüntüsüdür. Bu görüntü baz alınarak diğer görüntülere ait zamansal ve paralel baz uzunluğu değerleri hesaplanmıştır. Görüntü No Tablo 1. Seçilen görüntülere ait özellikler (Birincil Görüntü: ) Görüntü Tarihi Paralel Baz Uzunluğu (m) Zamansal Baz Uzunluğu (gün) Görüntü Merkez Koordinatları (Enlem/Boylam) PSRP / PSRP / PSRP / PSRP /

5 Zamansal baz uzunluğu değerlerinin çalışma amacımıza uygun olarak son derece tutarlı değerler olmasına karşın, paralel baz uzunluğu değerleri oldukça fazladır. Ancak, heyelanlı ve kırsal bölgelerin InSAR yönetimi ile tespitinde oldukça başarılı olan ALOS PALSAR verilerinin ne yazık ki bölge için veri alternatifi çok bulunmamaktadır. Bu nedenle hem sınırlı sayıda görüntü temini gerçekleştirilmiş hem de kısa paralel baz uzunluğu değerleri için başka alternatifler değerlendirilememiştir. Özet olarak, bölge için seçilebilecek mevcut ve optimal ALOS PALSAR görüntüleri seçilmiştir InSAR Veri İşleme Hazırlık Çalışmaları ALOS PALSAR verileri için seviye 1 olarak tercih edilen görüntü seçiminde dikkat edilen en önemli nokta, verilerin tarihleri (zamansal baz uzunlukları) ve edinim anındaki uyduların birbirlerine göre konumlarıdır. Görüntü tarihi olarak heyelanların en aktif olması beklenen, yağışın en yoğun olduğu mart ve aralık ayları 2009 ve 2010 yılları için seçilmiştir. Ayrıca görüntü tarihleri arasında seçilen örneğin yaklaşık 9 aylık süre farkı, çalışma alanındaki değişimin, radarın dalga boyundan daha fazla olacağı düşünülerek seçilmiş, böylelikle deformasyon değerinin daha net ortaya konulması mümkün kılınmıştır. Şekil 2'de, çalışmamız için seçtiğimiz görüntü tarihleri ve baz uzunluklarının birbirlerine göre olan konumlarının yer aldığı grafikler yer almaktadır. Şekil 2. Seçilen uydu görüntülerinin zamansal ve dik baz uzunluklarını gösterir grafikler (Canaslan vd, 2015'den değiştirilerek) Şekil 2'de verilen genel grafikte, sağ kısımda gösterilen lejant, görüntüler arasındaki uyuşum (coherence) değerlerini göstermektedir. İçerik kısımlarında yer alan diğer grafiklerde ise görüntülerin birbirlerine göre normal baz uzunluğu, zamansal baz uzunluğu ve mevsimsel özelliklerine göre konumları gösterilmektedir. 53

6 Görüntülerin edinim anlarındaki mevsimsel durum, sonuç ürün açısından oldukça önemlidir. Örneğin, özellikle heyelanlı bölgeler için tetikleyici olan yağışların yoğun olduğu mevsimlerde (kış ayları) edinilen bir görüntü ile özellikle diferansiyel InSAR uygulaması için bir sonraki yılda seçilen görüntü de hemen hemen aynı özellikte olan bir ayda seçilmesi gerekmektedir. Ayrıca, her görüntü için mevsim değerlerinin de görüntü işleme sürecine mutlaka dahil edilmesi gerekmektedir. Bu amaçla görüntü edinim tarihlerindeki mevsim durumları ile ilgili grafiği de içeren grafikler Şekil 2'de bir arada gösterilmektedir. Tüm bu grafiklerden yararlanılarak deformasyon ve mevsim değerlerinin birbirlerine göre ne oranda korelasyonlu oldukları da anlaşılabilir. 3. BABADAĞ VE ÇEVRESINDE GERÇEKLEŞEN HEYELANLAR İÇİN INSAR UYGULAMASI: BAŞLANGIÇ SONUÇLARI 3.1. İnterferogram Oluşturmada Matematiksel Yaklaşım İki kompleks SAR görüntüsü arasındaki faz farkı (ɸ); r 1 ve r 2 arasındaki farkın bilinmesiyle ölçülebilir (Ferretti vd., 2001, Colesanti, v.d., 2003). Bu işlem; bir görüntünün diğer kompleks eşlenik görüntü ile çarpımı ile gerçekleşir ve interferogram oluşturulmuş olur(şekil 3). İnterferogram fazı; topoğrafyanın izini (görüntüsünü) alansal kontur izleri şeklinde gösterir. Sonuç harita (interferogram) üzerinde oluşan her bir renk cetveli radarın yarım dalga boyu kadar bir uzunluktur ( / 2 ) ve bu da ALOS uydusu için 11,8 cm'ye denk gelir. Bunun anlamı, sonuç interferogramlar üzerinde değerlendirilecek her bir sıralı renk geçişi, 11,8 cm'lik bir deformasyon değeridir. İnterferometrik faz oluşumu için en temel mantık Şekil 3 ve formülde ( ) gösterildiği gibidir. Şekil 3.İnterferometrik faz oluşumu için matematiksel model r r 2 r 1 4 r (2.1) (2.2) 4π φ1 = R1 (2.3) λ 54

7 2 4 R 2 (2.4) 4 ( R 2 R 1 ) (2.5) * S1 S 2 (2.6) R: Bakış açısı doğrultusundaki düşey mesafe ɸ : İnterferometrik faz l : Dalga boyu İki SAR görüntüsü arasındaki korelasyon katsayısı (kompleks) olarak ifade edilen İnterferometrik uyuşum (coherence), yeryüzü üzerindeki objelerin zamansal sabitliği ile ilişkilidir. Uydu görüntüleri ile tekrarlı geçiş interferometri yöntemi kullanılarak iki görüntü alımı arasında oluşan zemin hareketi, iki görüntünün faz farkı hesaplanarak üretilen interferogram görüntüsü ile elde edilir (Şekil 4). P 1 : R 1 =R 2 P 0 : R 1 <R 2 P 2 : R 1 >R 2 Şekil 4. Tekrarlı geçiş interferometre (matematiksel gösterim) Şekil 4. Tekrarlı geçiş interferometre (matematiksel gösterim) SAR verilerinin işlenmesi temelde, kompleks halindeki birincil (master) verinin oluşturulması ve bunun ardından oluşturulan ikincil (slave) veri ile çakıştırılması veya birbirine denk gelen piksellerin çakıştırılması (coregistration) esasına dayanmaktadır. Bu yolla birbirine karşılık gelen pikseller arasındaki faz farkı değeri, bozucu etkenler de ortadan kaldırılarak deformasyon oranını verir. 55

8 Bu çalışmada görüntü işlemek için, Perrisin tarafından 2009 yılında geliştirilen Sarproz yazılımı kullanılmıştır (URL-1, 2015). YY (HH) polarizasyonda olan 4 adet SAR verisi tek tek okunarak, içlerinden baz uzunluğu değerlerine göre en optimal olan görüntü ( ) birincil görüntü olarak seçilmiştir. Bu işlemin ardından çakıştırma (coregistration) işlemine tabi olmak üzere diğer ikincil görüntüler oluşturulmuştur. Görüntülerin düzgün bir şekilde çakışması çalışmamızın diğer aşamaları için (jeoreferanslama ve interferogram oluşturma) son derece önem arz etmektedir. Bu işlemin en hassas şekilde gerçekleşmesini sağlayan faktör, çalışma alanı için uygun Sayısal Yükseklik Modelinin çalışmaya dahil edilmesidir. Bu çalışma için SRTM verisi kullanılmış ve Sayısal Yükseklik Modeli oluşturulmuştur. Jeoreferanslama işlemi için yer kontrol noktasının belirlenmesi gerekmektedir. Bunun için orbit düzeltmelerinden elde edilen doğrulama verileri ya da harici sayısal yükseklik modelinden yararlanılabilir. Her iki yöntemin de hassasiyeti kendi içlerindeki doğruluklarına bağlı olduğu için, daha hassas bir jeoreferanslama için yansıma haritası (reflectivitymap) üzerinden seçilebilecek, yansıma özelliği güçlü olan bir noktanın resim ve coğrafi koordinatları manuel olarak belirlenebilir ve jeoreferanslamadaki doğruluk arttırılmış olur (URL-2, 2015). Çalışma alanımızı kapsayan çerçevede en iyi yansıma özelliği gösteren nokta Geyre İlçe merkez sınırlarında, enlem ve boylam coğrafi koordinatları üzerinde ve 4870 range (sample=y), 656 azimut (line=x) resim koordinatları üzerinde bulunmaktadır DInSAR (Diferansiyel InSAR) Uygulaması Başlangıç çalışmaları ile birlikte, InSAR uygulamasına esas işlem adımları aşağıda belirtildiği gibidir: Birincil görüntünün oluşturulması (masterextraction), İkincil görüntünün oluşturulması (slaveextraction), Görüntülerin birbirne karşılık gelen piksellerinin çakıştırılması (co-registration), Harici sayısal yükseklik modelinin entegrasyonu (external dem selection), Yer kontrol noktasına (GCP) göre jeoreferanslama, Yer küreselliğinin düzleştirilmesi (flattening), SYM hatasının giderilmesi, Filtreleme (en uygun filtreleme yöntemi olan goldstein filtreleme seçilmiştir), Faz çözümleme (unwrapping), Bu işlemlerin ardından Babadağ İlçesi ve çevresi için SRTM verisinden elde edilen Sayısal Yükseklik Modelinin de veri işleme adımlarına dahil edilmesiyle birlikte, Diferansiyel InSAR (DInSAR) işlemleri için seçilen 4 görüntüden 3 adet interferogram oluşturulmuştur. Bu interferogramlardan kendi arasında uyuşumu en yüksek olan _ tarihleri arasındaki sonuç interferogram Şekil 5'de verilmektedir. 56

9 Şekil _ tarihleri arasında geçen 276 gün süresince heyelanlı bölgenin konumsal değişim oranı (açık mavi kısım) Filtreleme işlemi sırasında 5'e 5 oranında maskelenmiş olan tarihli interferogram için, açık mavi ile gösterilen alan daha önce afete maruz bölge olarak ilan edilen alan ile örtüşmektedir (Şekil 6). Bölgede daha önce gerçekleştirilen çalışmalar incelendiğinde, Babadağ için heyelan oranın özellikle son 10 yılda çok daha az gerçekleştiği belirtilmektedir. Ancak DInSAR sonuçlarına göre çok yavaş da olsa yer değiştirmenin varlığı, özellikle 2009 yılı için 276 günlük süre içerisinde yaklaşık 1,2 cm civarında olduğu anlaşılmaktadır. 57

10 Şekil 6. Mavi Bölge ve Afetee Maruz Bölgenin üst üste çakışmış görütüsü (Her iki görüntü de % 50 şeffaflaştırılmıştır) Şekil 6'da işaretlenen bölgedeki konut ve işyerlerinin tamamıı boşaltılmış ve v eski konutt ve iş yerlerinin yıkım işlemleri gerçekleştirilmektedir. Çalışma alanımızda heyelan etkisi altında kalan mahalle (a) ve kayan konutlardan (b ve c) bazı fotoğraflarr Şekil 7'de verilmektedir. Şekil 7. Çalışma alanımızda heyelan etkisi altında kalan mahalle (a) ve kayan konutlara (b ve c) ait fotoğraflar (Şubat 2011) Filtreleme işlemi sırasında yine 5'e 5 oranında maskelenmiş olan _ tarihli interferogram için, koyu mavi ile gösterilen alanlarr daha önce afete maruz bölge olarak ilann edilen alan ile örtüşmektedir (Şekil 8) yılı için 367 günlük süre içerisinde yaklaşık 2-3 cm civarında birr yer değiştirmenin varlığı Şekil 8'de 58

11 verilen interferogram üzerinde iki ayrı yer için (daire içerisinde belirtilen) gösterilmektedir. Şekil _ tarihleri arasında geçen 367 gün süresince heyelanlı bölgenin konumsal değişim oranı (koyu mavi kısımlar) Son olarak _ tarihleri arasında elde edilmiş interferogram yorumlanmıştır. Tablo 1'de verilen değerlere göre uydu geçişleri arasındaki, baz uzunluk değerleri (paralel baz uzunluğu : m, Zamansal baz uzunluğu değeri: gün) göz önünde bulundurularak Şekil 9'da verilen sonuç interferogram elde edilmiştir. InSAR ölçümleri özellikle topoğrafya, zemin hareketi, atmosferik koşullar ve uydular arasındaki zamansal ve mekânsal ayrımlar gibi etkenlere karşı duyarlıdırlar (Agram, 2010). InSAR faz sinyalleri tüm bu etkenlerdeki ortalama değişimlerdir ve uygulamaya bağlı olarak bazı etkenler gürültü olarak nitelendirilebilir. Son interferogram için genel anlamda atmosferik etki veya interferometrik fazı etkileyen diğer bozucu etkenler ortadan kaldırılamadığı için, deformasyon veya yer değiştirme oranları net bir şekilde yorumlanamamaktadır. 59

12 Şekil tarihleri arasında geçen 91 gün süresince heyelanlı bölgeye ait interferogram sonucu (bozucu etkenler altında üretilen ve net bir şekilde yorumlanamayan intereferogram örneği) 4. SONUÇLAR Bu çalışmada 4 adet ALOS PALSAR verisi, çalışma alanımız olan Babadağ için SarProz yazılımı ( ile işlenmiş ve heyelanların elde edilen görüntü tarihleri arasındaki durumu incelenmiştir. Başlangıç çalışması olarak gerçekleştirilen bu uygulama neticesinde daha önce Afete Maruz Bölge Sınırı olarak kabul edilen sınırın tamamı ve çevresinde özellikle 2009 ve 2010 yılları için işlenen veriler sonucunda, yaklaşık 3-4 cm civarında değişim belirlenmiştir. Bu değişim oranı bölgede daha önce yapılan tüm mühendislik çalışmalarını destekler nitelikte olduğu için, InSAR tekniğinin heyelanlı alanlardaki değişimi belirleme kabiliyeti farklı yüzey ve deformasyon türleri için yapılan bir diğer çalışmadaki deneyimlerle (Canaslan, 2014, 2015) karşılaştırılarak, Babadağ için de çalışmanın geliştirilmesine karar verilmiştir. Daha önce farklı gözlemsel yöntemlerle araştırılan heyelan alanı ve çevresi daha önce uygulanmamış bir yöntem olan InSAR ile test edilmiş ve ortaya koyduğu sonuçlar daha önceki çalışmaların sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Bu çalışma kapsamında elde edilen veriler deformasyon haritaları şeklinde sunulmuş ve tüm düşey yönlü yer değiştirmeler olası riskler bakımından incelenerek sunulmuştur. Bu kapsamda, 2009 Mart ve Aralık ayları arasında geçen 276 günlük süre zarfında, daha önce afete maruz bölge sınırı olarak ilan edilen alanda 1,2 cm'lik radarın bakış doğrultusunda (Line of Sight - LOS) yer değiştirme tespit edilmiştir. Ayrıca, bölgede yağışların yoğun olarak gerçekleştiği 2009 ve 2010 Aralık ayları arasında geçen 367 günlük süre içerisinde yine Afete Maruz Bölge sınırları içinde kalmak üzere iki farklı alan için yaklaşık olarak 2-3 cm civarında yer değiştirme tespit edilmiştir. Son olarak elde edilen üçüncü interferogramın, bozucu etkenler altında kaldığı düşünülerek yorumlanmamış, örnek teşkil etmesi amacıyla çalışma dahilinde sunulmuştur. Ayrıca, daha önce ALOS PALSAR ile gözlemlenen alan için, özellikle geçmişe dönük yer değişim durumunun tespiti açısından ENVISAT ASAR ve ERS 1-2 verilerinden de yararlanılması gerektiği sonucuna varılmıştır. Buna ek olarak gelecek çalışmalar kapsamında, güncel durumun izlenmesi açısından farklı çözünürlük ve polarizasyonda çalıştırılabilen yüksek frekanslı, X-bandsensörü taşıyan TerraSAR-X uydusuna ait veriler ile de çalışma alanının mevcut durumu haritalanacaktır. Tüm alan için DInSAR uygulaması, yerleşim alanları için PSInSAR uygulaması ve kırsal (ekili) alanlar için SBAS yöntemleri ile elde edilen sonuçlar öncelikle lokalolarak değerlendirilecek, yer değişim miktarlarının birbirlerine kıyasla tutarlılığı ortaya konacaktır. Sonuç veriler son olarak bir araya getirilerek deformasyon model haritası oluşturulacaktır. 60

13 TEŞEKKÜR Avrupa Uzay Ajansı Kategori -1 araştırma projesi kapsamında hazırlanan bu çalışma için ALOS PALSAR uydu görüntüleri numaralı (Category-1) projesi kapsamında Avrupa Uzay Ajansı ndan (ESA) temin edilmiştir. Ayrıca SarProz yazılımı için verdiği teknik destek dolayısıyla yazarlar Dr. Daniele Perissin'e teşekkür ederler. KAYNAKLAR Agram P.S Persistent Scatterer Interferometry in Natural Terrain, Standford Üniversitesi, Doktora Tezi Altaylı, K., Şeren, İ., İleri, N. ve Yılmaz, S Babadağ ilçesi Gündoğdu mahallesi Jeolojik Etüt Raporu. Afet İşleri Genel Müd., Ankara. Canaslan F InSAR yöntemiyle düşey yönlü yüzey deformasyonlarının belirlenmesi: Konya Örneği, Yüksek Lisans Tez Çalışması, Selçuk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Konya. Canaslan, F. Ç., Lazecky, M., Perissin, D., and Üstün, A., (2014). Monitoring of Land Subsidence in Konya Closed Basin between by means of PS InSAR processing: first results in Karaman District. CENTERIS Conference on ENTERprise Information Systems. Troia-Portugal. Canaslan Ç. F., Gürboğa Ş., Üstün A. (2015), Initialresults of a surface deformation by using InSAR techniques: Case study of Babadağ (Denizli), Turkey, Surface Models for Geosciences of Lecture Notes in Geoinformation and Cartography. Springer, (hakem incelemesinde). Colesanti, C., Ferretti, A., Locatelli, R., Novali, F., Savio, G., PermanentScatterers: Precision Assessmentand Multi-platform Analysis. IGARSS 2003, Tolosa, pp Çevik, S. Y Babadağ (Denizli) İlçesindeki Kütle Hareketinin Nedenleri, Mekanziması ve Modellenmesi Üzerine Bir Araştırma. Yüksek Lisans Tezi, Hacettepe Üniversitesi, Ankara. Ferretti, A.,Prati, C., Rocca, F., PermanentScatterers in SAR Interferometry. IEEE Transactions on Geoscienceand Remote Sensing 391, Hooper, A.,Zebker, H., Segall, P. and Kampes, B A New Method for Measuring De-formation on Volcanoes and Other Natural Terrains Using InSAR Persistent Scatterers,GeophysicalResearchLetters, 31(23), 5. Kampes, B Displacement Parameter Estimationusing Permanent Scatterer Interferometry, Doktora Tezi, Delft Teknik Üniversitesi. Kampes, B Radar Interferometry Persistent Scatterer Technique, Remote Sensingand Digital Image Processing, vol. 12, Springer. Kumsar, H., Aydan, Ö., Tano H. ve Atak, O Uzun süreli Babadağ (Denizli) heyelanının kaya mekaniği açısından incelenmesi. 7. Bölgesel Kaya Mekaniği Sempozyumu Bildiriler Kitabı, , Sivas. Kumsar, H., Çelik, S., Aydan, Ö., Tano, H., and Ulusay, R., Babadağ Gündoğdu Heyelanının Çok Parametreli İzleme Teknikleri İle İncelenmesi ve Doğal Afet Kapsamında Değerlendirilmesi. Lanari, R., Casu, F., Manzo, M., Zeni, G., Berardino, P., Manunta, M. and Pepe A An Overview of the Small BaselineSubsetAlgorithm: A DInSAR Technique for Surface Deformation Analysis, Pure and Applied Geophysics, 164(4), Osmanoğlu, B Applications and Development of New Algorithms for Displacement Analysis Using InSAR Time Series, MiamiÜniversitesi, DoktoraTezi. Ulusay, R., Ayadan, Ö., Tano, H., ve Kumsar, H Babadağ Gündoğdu Mah. Krip türü heyelanın araştırılması ara raporu. Ankara URL Erişim tarihi: Mart, URL Erişimtarihi: Mart