Türkiye'de Büyük Teleskoplar için Yer Seçimi Çalışması RAPOR

Transkript

1 BS-TR : CP / Yer Seçimi Çalışması - Rapor: ttp://gis.dag-tr.org/cp/rapor1301?action=print 1 of 15 Türkiye'de Büyük Teleskoplar için Yer Seçimi Çalışması RAPOR (02 Temmuz 2013) Giriş Konu: Türkiye de astronomik gözleme uygun yerlerin seçilmesi amacıyla yapılan CBS (Coğrafi Bilgi Sistemi) katman çalışması ve ön ağırlıkların belirlenmesi. Hazırlayanlar: S.K. Yerli (ODTÜ), N. Aksaker (Çukurova Üniv.), A. Erdoğan (Çukurova Üniv.), T. Ak (İstanbul Üniv.) TUG, Kurullararası Ortak Çalıştayı'nda (29-31 Mart, Antalya), büyük teleskoplar için Türkiye'de uygun yerlerin belirlenmesi gündeme gelmişti. Bu doğrultuda toplanan bölüm/birim temsilcileri ve diğer katılımcılar (11 Mayıs İstanbul), Türk astronomlarının geleceğe yönelik gözlemsel gereksinimlerini karşılacak büyük teleskoplar için Türkiye coğrafyasındaki potansiyel yerlerin belirlenmesi konusunu tartıştı, ön çalışmaların başlatılmasına karar verdi ve bir Sonuç Bildirgesi yayınladı. Bu amaç doğrultusunda çalışma grupları ve hedefler belirlendi. Çalışma Grupları CBS Katman Çalışması Konu: Yer seçimine uygun CBS katmanlarının ve ön ağırlıklarının belirlenmesi Rapor: 2 Temmuz 2013'te raporlandı Ekip: DAG ekibi (S.K.Yerli/ODTÜ, N.Aksaker/ÇÜ, A.Erdoğan/ÇÜ) ve T.Ak/İÜ Aday Adayı Belirleme Çalışması Konu: Aday adaylarının incelenmesi ve çapraz karşılaştırma çizelgelerinin oluşturulması Rapor: 2-3 Ağustos 2013'te raporlandı Ekip: Tansel Ak/İÜ, Nazım Aksaker/ÇÜ, Zeki Aslan, Volkan Bakış/AkdÜ, Osman Demircan/ÇOMÜ, Zeki Eker/AkdÜ, Erdem Erdi/ÇÜ, M. Akif Erdoğan/ÇÜ, Serdar Evren/EÜ, Kazım Kaba/ÇÜ, Varol Keskin/EÜ, İbrahim Küçük/ERÜ, Tuncay Özdemir/İnÜ, Tuncay Özışık/TUG, Dilek Koç San/AkdÜ, Taner San/AkdÜ, Selim O. Selam/AÜ, Korhan Yelkenci/İÜ, Sinan Kaan Yerli/ODTÜ

2 2 of 15 Katman Çalışması: Giriş Yapılacak çalışmanın temelini oluşturan öğeler aşağıdaki gibidir. Koordinat Sistemi: GCS_WGS_1984 Türkiye Sınırları: Kuzey: 42.1 Batı: 26.1 Doğu: 44.8 Güney: 35.8 Türkiye gözlemevleri: (Batıdan Doğuya doğru) Kent Kısaltma Gözlemevi λ ( ) φ ( ) Çanakkale ÇAAM Ulupınar G. İÜ G İzmir EGE Ege Üni.G Antalya TUG TUG Ankara AÜKR Ankara Üni. G Karaman TURAG TURAG Adana UZAYMER UZAYMER Kayseri UZAYBİMER UZAYBİMER Malatya İNÜ İnönü Üni. G Erzurum DAG ATASAM

3 3 of 15 Katman Çalışması: Yöntem ve Veri Hazırlığı Tüm veri havuzumuz ARCGIS (ESRI) yazılımı kullanılarak işlendi. Her katman için farklı veri formatı olabilmektedir. Bu yüzden tüm veriler CBS ortamına uygunlaştırıldı: Veri raster görüntüde saklanıyorsa görüntü konumları yer konumlarına izdüşümlendirilerek geometrik düzeltmesi yapıldı. Geometrik düzeltmesi yapılan katmanlar arası konumsal uyum denetlendi ve gerektiğinde yeniden geometrik düzeltme yapıldı. Böylece tüm katmanlardaki her coğrafik konum aynı yeri göstermesi sağlandı. Geometrik anlamda uyumlu verilerin, yersel çözünürlük açısından da uyumluluğu denetlendi. Uyumsuzluk durumunda hedef çözünürlük için tüm veri en yakın komşuluk (nearest neighbor) yaklaşımıyla yeniden işlendi. Bu aşamadan sonra veri, Türkiye Siyasi Sınır çerçevesinde kesildi (extraction) ve alansal olarak standardlaştırıldı ve katman, veri aralığına göre renk kodlarıyla ölçeklendirildi. Diğer referans öğeleri (grid, pusula, ölçek v.b) eklenip görüntü formatına (JPEG) aktarıldı. Katman Çalışması: Veri Katman verisi öncelik sırasına göre 3 grupta toplantı: Astronomi ve Atmosfer, Yeryüzü ve Altyapı, Diğer. Her grup için önemli tüm olası katmanlar için güncel uydu ve yer verileri kullanıldı (bkz. Yöntem). Kullanılan verinin özellikleri tabloda verilmiştir.

4 4 of 15 Astronomi ve Atmosfer Katmanları Katman Kısaltma Kaynak Çöz. Kanal Tarih Yük.>2km H2K ASTER GDEM 30 m 2009 Diğer katmanların da fonksiyonu olan denizden yükseklik yer seçim çalışmalarının temelini oluşturur. Anadolu, üç tarafındaki deniz kıyılarından yükselerek, üzerinde dağ sıraları barındıran büyük bir platodur. Bu platoda atmosferik dönüşüm tabakasının ortalama yüksekliği yaklaşık 2000 m dir. Bu nedenle, katman oluşturulurken, 2000 m den yüksek yerler seçilmiştir. Gece Bulutluluğu CLD MODIS-AQUA 1.4 km MYD35 (bulutluluk) Geceyarısına yakın geçişlerin (toplam 3587 görüntü) bulutluluk değerleri kullanılmıştır. UYARI: Uydu Türkiye'yi 3 farklı paftada kapsıyor ve her geçiş birbirinden farklı saatte olmakta. Bu yüzden de bir sonraki geçiş de farklı bir zaman aralığında düşebiliyor. Yapılacak herhangi bir veri düzenlemesi ve/veya düzeltmesinden sonra veri istatistiği ciddi orandan da azalacaktır. Bu bağlamda sabit bir zaman aralığı ve sabit kayıt zamanı olmadığından bu veriyi katman verilerinden çıkartıyoruz. METEOSAT 7-8 km µm :00-03:00 GMT aralığında, her 15 dk'lık bulutluluk algoritmasından üretildi (gecelik toplam 28 veri noktası). Yoğuşabilir Su Buharı PWV MODIS-AQUA 1.4 km MYD05 (PWV) 0 cm - 4 cm Geceyarısına yakın geçişlerin (toplam 3308 görüntü) su buharı değerleri kullanılmıştır. Aerosol AI MODIS-AQUA 10 km MYD04 (OD) Optical depth katmanı, atmosfer geçirgenliği çalışmalarında kullanılır (bkz. Graham ve ark., 2005). Parçacıkları görebilmek için gündüz verisinden (13:00 gibi) ortalama (toplam 2682 görüntü) görüntü elde edilmiştir. Gece Işıklılığı LP NOAA/EOG 1 km Avg.Vis.Pct F NOAA'nın Night Lights verisinin genel kullanıma açıldığı hali. Teşekkür: Image and data processing by NOAA's National Geophysical Data Center. DMSP data collected by US Air Force Weather Agency. Rüzgar Hızı WIND MGM ~50 km Meteoroloji Genel Müdürlüğünün (MGM), 362 istasyonundan alınan rüzgar verileri, Krigging modeliyle (örnek için bkz. Luo ve ark., 2008) haritalandırıldı. MGM, verileri DAG-Meteo grubuna özel istek üstüne vermiştir. REPA km 2007 Rüzgar Enerjisi Potansiyel Atlası (REPA)'dan da bir harita üretilmesi için resmi yazışma yapıldı; tarihi itibariyle Gn.Md'e yazı ulaştı.

5 BS-TR : CP / Yer Seçimi Çalışması - Rapor: ttp://gis.dag-tr.org/cp/rapor1301?action=print 5 of 15 Yeryüzü ve Altyapı Katmanları Jeoloji GEO MTA 1996 MTA'ın 1:2,000,000 ölçekli haritasından üretilmiştir. Depremsellik FZ MTA 1992 Verilen bağlantı güncel olan. Ancak elimizdeki eski CBS verisi. UYARI: Tüm Türkiye için aday adayının depremselliğini çıkartmak olanaklı değildir. Bu yüzden ağırlıklı katman belirleme çalışmasından sonra kalan bölgeler için daha duyarlı fay özellikleri çalışması yapılacaktır. Bakı FF ASTER GDEM 1 km/30 m 2009 DEM verisinden üretilen bakı haritası: Her piksel noktasındaki eğimin, coğrafik yön bilgisi. O pikselde eğim yoksa düzdür. Bu bilgiden istenen kullanılabilir düz alan yönü ve miktarı çıkarılabilir. Analiz ve ağırlıklandırma sırasında çözünürlük arttırılacaktır. Yerleşime Uzaklık DCv HGK 2009 HGK'dan alınan Türkiye ve Çevresi Coğrafi Ad Dizinindeki konum bilgisi (1:250,000) CBS ortamına aktarılmış, iller ve ilçeler seçilmiş ve öklit uzaklık analizi uygulanarak üretilmiştir. Diğer Olası Katmanlar Madensellik MA MTA 25 m Sayısal katman verisi MTA'dan 1:25,000 ya da daha düşük ölçekli alınabilir (tüm Türkiye 5272 pafta; 300 TL/pafta). Diğer bir seçenek ise MTA Metalojeni haritalarından sayısal veri üretmek olabilir. Yoldan Uzaklık Denizden Uzaklık Siyasi Kararlılık DRd DS PS

6 6 of 15 Katman Çalışması: Görüntüler Yukarıda tablo halinde açıklanan katmanların görüntüleri aşağıda topluca verilmiştir. Attach:LO_Sehir_k.jpg Astronomi ve Atmosfer Katmanları Uyarı: Aşağıdaki 6 katmanın her biri kendi içinde normalize edilmiş ve en düşük/yüksek değerler aşağıda, tablo biçiminde verilmiştir. Bunun yanında, Türkiye genelinde uygunluğu belirlerken Uygunluk Tablosundaki ölçeklendirme kullanılmıştır. Yükseklik (>2km) Gece Bulutluluğu Yoğuşabilir Subuharı Havadaki Parçacık Yoğunluğu Gece Işıklılığı Rüzgar Hızı Katman Alt/Üst Değerleri Katman Birim En küçük En büyük Yükseklik (>2km) (m) Gece Bulutluluğu (kere) Yoğuşturulabilir Su Buharı (cm) Gece Işıklılığı Aerosol Rüzgar Hızı (gün. ort.) (m/sn)

7 7 of 15 Yeryüzü ve Altyapı Katmanları Jeolojik Özellik Coğrafi Bakı Fay Hatları Fay Hatlarına Uzaklık Deprem Kuşağı Yerleşim Alanına Uzaklık

8 BS-TR : CP / Yer Seçimi Çalışması - Rapor: ttp://gis.dag-tr.org/cp/rapor1301?action=print 8 of 15 Yer Seçimi Çalışması: Giriş Buradaki temel yöntem şu aşamalardan oluşuyor: Astronomi açısından önemli katmanlara göre bölgeler belirlemek (aday bölgeler) Belirlenen bölgelerde ikincil (altyapısal) katman etkilerini uygulamak Kesişme noktalarında il/ilçe/köy/dağ konum listesini çıkartmak (aday adayları) Bu bağlamda aşağıdaki ön ağırlıklandırma çalışması başlangıç alınabilir. Bu ağırlık çalışmasına bir sürüm değeri verilmiştir: vx.yymmdd. YYMMDD tarihi, X ana sürüm dalını gösterir. Bu ön çalışması boyunca v0 kullanılacaktır. Ortak ağırlık değerleri belirlendiğinde v1e geçilecektir. Gittikçe karmaşık ve işlemci-yoğun ağırlıklandırma yapılabileceğinden, yeni ağırlıklara göre görüntüler ancak günde bir kez oluşturulabilecektir. Uygunluk Tablosu Katman Uygunluk 0/1 Açıklama Yükseklik (>2km) Çok / 1 Ortalama değişim katmanından yüksek Gece Bulutluluğu Az / 0 En az bulutlu Gece Işıklılığı Az / 0 En az ışıklı Yoğ. Subuharı Az / 0 En az su buharı tutan Aeorosol Az / 0 Havada en az parçacık olan Rüzgar Az / 0 Ort. en düşük rüzgarlı

9 9 of 15 Yer Seçimi Çalışması: Katman Ağırlıkları Sürüm: v Ağırlıkları 1.0'dan farklı olanlar kalın biçiminde vurgulanmıştır. Deneme Yükseklik (>2km) Gece Bulutluluğu Y.Su Buharı Gece Işıklılığı Aerosol Rüzgar Hızı D Tanım: Tüm katmanlara eşit ağırlık verildi. Bir tür test case. D Tanım: PWV'yi, Aerosol ve Rüzgar yarıya düşürüldü. PWV zaten yüksekliğin fonksiyonu. Bunu görebilmek için bu katmanların katkısı birlikte düşürüldü. D Tanım: Bir öncekini doğrulamak için PWV hiç katılmadı. D Tanım: Diğer her katmanın yüksekliğin fonksiyonu olduğunu göstermek adına ve Aerosol/Rüzgar çiftinin yüksek yerlerdeki katkısını da ekleyerek bu üç katman dışındakilerin katkıları azaltıldı. D Tanım: Seçimi daha da sınırlamak için yalnızca Yükseklik ve Bulutluluk (ki bir tür görüş değeri verir) katman katkılarına Aerosol'un katkısı eklendi. D6a D6b D6c Tanım: Yükseklik en temel katman. Buna astronomik olarak açık gece sayısını ekliyoruz. Atmosferik dönüşüm katmanının süresi için yaklaşık bahar geçiş dönemlerini (yani 2 x 4 hafta) katar ve bu süre boyunca da gecelerin çoğunlukla bulutlu olabileceğini varsayarsak önümüze 6 hafta (D6a), 8 hafta (D6b) ve 10 haftalık (D6c) kapalı kalma oranı geliyor (uydunun 5 yıllık gözlemine orantılayarak). Bu oranları gösteren 3 farklı uygunluk haritası üretilmiştir. D7a D7b D7c Tanım: Bir önceki uyumluluğun aynısı. Değiştirilenler: (1) Yükseklik verisinin tümü (0m - En yüksek nokta) gösterildi. (2) Işık kirliliği de yükseklik gibi tam ağırlıkla eklendi.

10 10 of 15 Yer Seçimi Çalışması: Uygunluk

11 11 of 15

12 12 of 15

13 13 of 15

14 BS-TR : CP / Yer Seçimi Çalışması - Rapor: ttp://gis.dag-tr.org/cp/rapor1301?action=print 14 of 15 Yer Seçimi Çalışması: Aday Adayları Listesi Katman uygunluk çalışması için TUG'da düzenlenen toplantı sonrasında "7b" katmanının kullanımına karar verilmiştir. Coğrafik ve demografik haritalar kullanılarak, 7b katman verisinin (Z-ekseni) en yüksek noktaları göz önüne alınıp, bu değerlere en yakın zirve bölgeleri belirlenmiştir. 7b katman haritasında ve seçilen bölgelere bakıldığında da görüleceği gibi liste ikiye ayrılabilir: (a) Van'ın güneydoğusunda kalan bölgeler ve (b) Toros Dağları boyu. Uygunluk-7b'den Seçilen Aday Adayı Listesi (Yukarıdaki verilen ayırıma göre, Batıdan-Doğuya doğru sıralanmıştır) No Boylam Enlem Yükseklik Uygunluk YA YA YA YA YA YA YA YB YB YB YB YB YB YB YB YB YB

15 15 of 15 Yukarıdaki tablonun Google Earth(TM) görüntüsü aşağıda verilmiştir (kırmızı üçgenler). Başta verilen var olan gözlemevi yerleşkeleri de adlarıyla belirtilmiştir (sarı oklar). (Printable View of