TMMOB COĞRAFİ BİLGİ SİSTEMLERİ KONGRESİ 2009 02-06 Kasım 2009, İzmir ÖZET CBS VE BİLGİ TEKNOLOJİLERİ İLE ORTA VE KÜÇÜK ÖLÇEKLİ KARTOGRAFİK TASARIM: KONYA İLİ HARİTASI YAPIMI İ. Öztuğ BİLDİRİCİ, H. Zahit SELVİ, Sevgi BÖGE, Aydın ÜSTÜN 1 Selçuk Üniveristesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Jeodezi ve Fotogrametri Mühendisliği Bölümü 42075 Kampus Konya Genel anlamda bilgi teknolojilerinde, özelde ise Coğrafi Bilgi Sistemleri teknolojisi alanında yaşanan gelişmeler kartografyanın uygulama alanını önemli ölçüde değiştirmiştir. Günümüzde harita tasarımı tamamen bilgisayar ortamında CBS ya da grafik tasarım yazılımları ile yapılmaktadır. CBS yazılımlarında bu alandaki teknolojide önemli ilerlemeler sağlamasına rağmen halen grafik tasarım açısından yetersizlikler söz konusudur. Bu nedenle, kartografik tasarımın bazı aşamalarında grafik tasarım yazılımlarının da kullanılmasına ihtiyaç duyulabilmektedir. Bu çalışmada 2003 yılından beri TMMOB Konya Şubesi tarafından takvim formatında bastırılan ve dağıtılan Konya İli Haritasının yapımı ele alınmaktadır. Orta ve küçük ölçek aralığında oldukça düşük maliyetli, mekansal referanslı datumu, projeksiyonu belli kartografik tasarım ilkelerine uygun bir harita ortaya çıkarmak için geliştirilen çalışmaya özgü yöntemler ve programlar anlatılmıştır. Anahtar Sözcükler: Coğrafi Bilgi Sistemi, Datum, Projeksiyon ABSTRACT 1. GİRİŞ Kartografya harita ve harita benzeri gösterimleri hazırlamak için gerekli bilim sanat ve teknik olarak kısaca tanımlanabilir. Kartografyanın temel ürünü olan harita ise yeryüzünün belli ölçekte küçültülmüş bir modeli olarak tanımlanabilir (Uçar ve Uluğtekin 2006). Haritanın en önemli fonksiyonu bir bilgi iletişim aracı olmasıdır. Günümüzde harita tasarımı tamamen bilgisayar ortamında CBS ya da grafik tasarım yazılımları ile yapılmaktadır. CBS yazılımlarında bu alandaki teknolojide önemli ilerlemeler sağlamasına rağmen halen grafik tasarım açısından yetersizlikler söz konusudur. Bu nedenle, kartografik tasarımın bazı aşamalarında grafik tasarım yazılımlarının da kullanılmasına ihtiyaç duyulabilmektedir. Ülkemizde sık sık görülen ve uzman olmayan kişilerce tercih edilen bir yöntem ise bir haritayı tarayıp bir grafik tasarım yazılımında yeniden çizmektir. Bu tip tasarımlar genel olarak kartografya konusunda herhangi bir eğitimi olmayan matbaa sektöründe çalışan grafikerler tarafından yapılmakta olup, ortaya çıkan ürünler çoğu kez harita olarak nitelenemeyecek düzeydedir. Ayrıca, yalnızca bir grafik tasarım ürünü olan bu tür haritalar belli bir projeksiyon ve koordinat sistemine dayalı olmadıklarından güncelleme, ölçek ve projeksiyon değişikliği, başka verilerle entegrasyon vb. işlemlerin yapılması mümkün değildir. Bu çalışmada 2003 yılından beri TMMOB Konya Şubesi tarafından takvim formatında bastırılan ve dağıtılan Konya İli Haritasının yapımı ele alınmaktadır. Çalışma siyasi harita niteliğinde başlamış, daha sonra arazi yapısını gösteren gri tonlu bir arazi rölyefi eklenmiştir. 2010 yılında basılmak üzere tasarlanan harita ise fiziki harita olarak hazırlanmıştır. Lambert konform konik projeksiyonu kullanılarak hazırlanan haritanın ölçeği 1: 600 000 olup, 50x70 cm boyutundadır. Haritada renkli arazi rölyefi, yükseklik noktaları, dağ ova vb coğrafi yer isimleri, yerleşim merkezleri, karayolu ve demiryolu ağı, hidrografya bilgileri (akarsular, göller), idari sınırlar yer almaktadır. Çalışmada 1: 250 000 ölçekli topografik haritalar, SRTM3 sayısal arazi modeli, GoogleEarth görüntüleri, Türkiye Karayolları Haritası gibi veri kaynaklarından yararlanılmıştır. Karayolu ağının bazı kesimleri ise metre altı doğruluğa sahip DGPS cihazı ve araç ile gezilerek güncellenmiştir. Arazi rölyefi yaklaşık 90m çözünürlüklü SRTM3 sayısal arazi modeli verileri kullanılarak GMT (Generic Mapping Tools) yazılımında oluşturulmuş, MapInfo ortamındaki diğer verilere entegre edilmiştir. NMEA formatında toplanan GPS verileri ve GoogleEarth yazılımında yapılan sayısallaştırmalarda elde edilen KML formatındaki verilerin MapInfo ortamına entegre edilmesi için programlar yazılmıştır. Bu şekilde değişik kaynaklardan elde edilen veriler başarılı bir şekilde birleştirilerek MapInfo ortamında kartografik tasarım ilkelerine uygun olarak harita tasarımı yapılmıştır. Haritanın takvim tasarımı ise bir grafik tasarım yazılımında yapılmıştır. Bu yazılıma harita yüksek çözünürlüklü bir resim dosyası olarak transfer edilmiştir. Sonuç olarak orta ve küçük ölçek aralığında oldukça düşük maliyetli, mekansal referanslı datumu, projeksiyonu belli kartografik tasarım ilkelerine uygun bir harita ortaya çıkmış, çalışmaya özgü yöntemler ve programlar geliştirilmiştir. 2. MATERYAL VE METOT Bu bölümde özellikle veri toplama aşamasında kullanılan kaynaklar ve harita tasarımında kullanılan yazılım ve donanımlarla ilgili bilgi verilecektir. 2.1. Veri Yapısı Harita tasarımının etkiyen faktörlerden birisi kullanılacak veridir. Kullanılacak verilerin doğruluğu ve güncelliği haritanın istenilen amaca uygun olarak tasarlanmasında oldukça önemli yer tutar. Bu nedenle çalışmamızda çeşitli veri
Konya İli Haritası Yapımı kaynaklarından yararlanarak en güncel ve doğru veriye ulaşılmaya çalışılmıştır. Bu başlık altında kullanılan veri kaynakları ve özellikleri hakkında kısaca bilgi verilecektir. 2.1.1. 250K Haritalar Harita Genel Komutanlığı tarafından 1:100 000 ölçekli haritalardan genelleştirme yoluyla veya doğrudan ölçülere dayalı olarak üretilen 250 000 ölçekli topografik haritalardır (Şekil 1). UTM (Universal Transvers Merkator) projeksiyonu ve ED50 datumuna göre üretilmişlerdir. Yatayda yaklaşık 50 m, düşeyde ise 25 m doğruluktadır (URL1). Üretilecek olan harita ölçeği (600 000) dikkate alındığında bu doğruluk düzeyleri yeterlidir. Fakat kullanılan 250 000 ölçekli haritaların güncel olmama ihtimali dikkate alınarak farklı veri kaynaklarından da yararlanılmıştır. Şekil 1: 250000 ölçekli harita örneği 2.1.2. Türkiye Cumhuriyeti Karayolları Haritası Hedef ölçek dikkate alındığında en önemli detaylardan biri olan yol objelerinin güncelliğini sağlamak amacıyla 250000 ölçekli haritalara ilaveten Karayolları Genel Müdürlüğü tarafından her yıl hazırlanan Türkiye Cumhuriyeti Karayolları Haritası da veri kaynağı olarak kullanılmıştır. Ayrıca yıl içinde yeni açılan yollar veya özelliği değişen yollarla ilgili gerek duyulduğunda metre altı doğruluğa sahip DGPS cihazı ve araç ile gezilerek güncelleme yapılmıştır. 2.1.3. Google Earth Google Earth, tüm Dünya'nın uydularından çekilmiş değişik çözünürlükteki fotoğrafların görüldüğü, Google Labs tarafından satın alınan Keyhole adlı şirketin geliştirdiği bir bilgisayar yazılımıdır (URL2). Google Earth ortamında Haziran 2006'dan itibaren Konya nın da içinde bulunduğu dünyadaki şehirlerin büyük bir bölümünün ayrıntılı görüntüleri bulunmaktadır. Çalışmamızda özellikle küresel ısınma nedeniyle kuruyan veya şekli değişen göl ve akarsuların güncellenmesi aşamasında Google Earth yazılımından yararlanılmıştır. 2.1.3. SRTM (Shutle Radar Topography Mission) 2000 yılının şubat ayında, NASA tarafından fırlatılan SRTM (Shutle Radar Topography Mission) uzay mekiği, yaklaşık 60 kuzey ve güney enlemleri arasındaki tüm karasal alanları tarayarak sayısal yükseklik verisi toplamıştır. Mekiğin 11 günlük uçuşu sonucu elde edilen veriler işlenerek 1" 1" çözünürlüğünde Sayısal Yükseklik Modeline (SYM) dönüştürülmüş; 1. ve düzeltilmiş 2. versiyonu 3" 3" çözünürlüğünde internet üzerinden tüm kullanıcılara ücretsiz olarak sunulmuştur (Bildirici vd. 2007). Grid biçiminde hazırlanan verilere ilişkin coğrafi koordinatlar WGS84 datumundadır. Yükseklikler için düşey datum ise EGM96 jeoidi ile tanımlı ortalama deniz düzeyidir. SRTM verilerinin doğruluğu, %90 güven düzeyinde yatayda 15 m nin ve düşeyde 10 m nin altındadır (Salamonowicz, 2005; Rodriguez vd., 2006). Çalışmamızda 3" 3" çözünürlüklü SRTM sayısal yükseklik verileri arazi rölyefini oluşturma aşamasında kullanılmıştır. 2.2. Kullanılan Yazılım ve Donanım 2.2.1. MapInfo Çalışmamızın vektörel tasarımı bir coğrafi bilgi sistemi (CBS) yazılımı olan MapInfo yardımıyla yapılmıştır. Ayrıca GMT yazılımıyla üretilen arazi rölyefi de yine MapInfo ortamında vektör verilerle birleştirilmiştir. MapInfo 1999 yılından itibaren Türkiye de yaygın kullanım alanı bulmaya başlayan bir CBS yazılımıdır (URL3). MapInfoda da diğer CBS yazılımlarında olduğu gibi önemli ilerlemeler sağlamasına rağmen halen grafik tasarım açısından yetersizlikler söz konusudur. Bu nedenle, kartografik tasarımın bazı aşamalarında yine MapInfonun makro dili MapBasic ile çeşitli
Bildirici,Selvi, Böge,Üstün eklentiler yapılarak çözümler üretilmiş ayrıca özellikle basım aşamasında grafik tasarım yazılımlarının da kullanılmasına ihtiyaç duyulmuştur. 2.2.2. GMT (Generic Mapping Tools) GMT, Paul Wessel ve Walter H. F. Smith tarafından yazılmış 60'dan fazla program içeren haritalama ve grafik oluşturma paketidir. Unix/Linux tabanlı bilgisayarlarda çalışmak üzerine tasarlanmış ise de şu anda farklı platformlar üzerinde kullanılabilmektedir. Açık kaynak kodu temelli olduğundan dünyadaki bir çok kullanıcı geliştirilmesine katkıda bulunabilmektedir (URL4). Bir (xy) ve iki (xyz) boyutlu verileri grafik olarak görüntülemenin yanında 30'dan fazla harita projeksiyonu ile üç boyutlu görüntüler oluşturabilecek bir kabiliyete ve esnekliğe sahiptir. Çalışmamızda arazi rölyefinin oluşturulmasında GMT yazılımından yararlanılmıştır. 2.2.2. Corel Draw Corel Draw 1989 yılında kullanıcılarla tanışan vektörel tabanlı bir grafik tasarım programıdır, tasarımcıların, grafikerlerin ve profesyonel sanatçıların çalışmaları için tasarlanmıştır (URL5). Tanımından da anlaşılacağı üzere Corel Draw bir CBS yazılımı değildir. Ancak çalışmanın sonuç ürünü takvim şeklinde olduğundan MapInfo ortamında hazırlanıp resim formatına dönüştürülen haritaya ilave edilecek diğer bilgiler (gün çizelgesi, reklam ve logolar vb.) Corel Draw ortamında tasarlanmıştır. Ayrıca sonuç ürün basıma Corel Draw ortamında hazır hale getirilmiştir. 3. UYGULAMA 3.1. Vektör Harita Tasarımı Öncelikle yapılacak çalışmanın projeksiyon, datum ve ölçeği belirlenmiştir. Bu kapsamda hedef ölçek olarak belirlenen 600 000 ölçeği için Konya nın tamamını göstermede 34 doğu boylamını orta eksen kabul eden 40 40 ve 43 20 standart paralelli Lambert Konform projeksiyon kullanılmasının uygun olacağına karar verilmiştir (Uçar vd. 2004). Kaynak veri olarak nitelendirdiğimiz 250 000 ölçekli haritalardan yararlanarak Konya ilinin il ve ilçe sınırları, akarsuları, ilçe, belediye ve köy merkezleri CBS mantığına uygun olarak mapinfo ortamında sayısallaştırılmıştır. Bu verilere, verilerin niteliğine göre öznitelik bilgileri girilmiş, harita tasarımına esas olacak sınıf tanımlamaları yapılmıştır. Burada özellikle yerleşim merkezlerinin isimlerinde yanlışlık olmaması için gerekli görülen yerlerde Konya valiliği, Konya il özel idaresi vb. kurumlardaki bilgilerden de yararlanılmıştır. Hedef ölçeğimiz olan 600 000 ölçeği için oldukça önemli olan yol detayları ise Türkiye Cumhuriyeti karayolları haritasından da yararlanarak sayısallaştırılmıştır. Ayrıca bu haritalarda da olmayan yeni yollar DGPS yardımıyla arazide alım yapılarak sayısal ortama aktarılmış, yolların özniteliğinde olan değişiklikler de güncel durum dikkate alınarak güncellenmiştir. Küresel ısınma vb. nedenlerle özellikle sulu alanlarda meydana gelen değişikliklerin takip edilebilmesi amacıyla Google Earth verilerinden yararlanılarak göller ve akarsu ağları tekrar sayısallaştırılarak güncel durum sayısal ortama aktarılmıştır. NMEA formatında toplanan GPS verileri ve GoogleEarth yazılımında yapılan sayısallaştırmalarda elde edilen KML formatındaki verilerin MapInfo ortamına entegre edilmesi için programlar yazılmıştır. Tüm bu veri toplama aşamaları tamamlandıktan sonra kartografik ilkeler ışığında harita tasarım aşamasına geçilmiştir. Bu kapsamda il, ilçe sınırlarının, yol ve akarsu ağlarının doğru grafik işaretlerle gösterilmesine büyük önem verilmiştir. Kartografik tasarım açısından oldukça önemli olan yazıların tasarımı ise ayrıca ele alınarak, yine kartografik ilkelere göre yazıların öznitelikleri(düz, italik, kalın vb.) değiştirilmiş ve konum ve biçimleri belirlenmiştir. Tasarım aşamasından sonra yine MapInfo ortamında lejant tasarımı yapılmıştır. Lejantta, kullanılan grafik işaretler, projeksiyon ve datum bilgileri, çizgisel ölçek, basım yılı ve tasarımı yapan kişi bilgileri eksiksiz olarak gösterilmiştir. Lejanttaki işaretlerle haritada kullanılan işaretlerin grafik değişkenler (renk, biçim, büyüklük, yön vb.)açısından tutarlı olmasına özen gösterilmiştir. 3.2. Arazi Rölyefi Tasarımı Arazi rölyefinin oluşturulmasında 3" 3" çözünürlüklü SRTM sayısal yükseklik verilerinden yararlanılmıştır. 60 kuzey ve güney enlemleri arasındaki tüm karasal alanları kapsayan bu veriler 1 lik gridler halinde kullanıcılara sunulmaktadır. Her 1 lik grid dosyası grid ağın sol alt köşesinin coğrafi koordinatlarına göre isimlendirilmiştir. Örneğin N36E032.hgt dosyası 36-37 kuzey paraleli ve 32-33 doğu meridyeni arasındaki alanı kapsar. Hgt dosya formatı ise sıkıştırılmış grid dosyası şeklindedir. Bu dosya formatından xyz dosya formatına geçiş yazılan script yardımıyla gerçekleştirilmiştir. Çalışmamız tüm Konya yı kapsadığından çalışma alanımıza giren 16 tane 1 lik dosya için dönüşüm işlemleri yapılmış ve bu 16 dosya GMT ortamında birleştirilip grid dosyası haline getirilerek tek bir Konya.grd dosyası oluşturulmuştur. Bu Konya.grd dosyası arazi rölyefini oluştururken kullanılacak olan kaynak dosyadır. Haritamızın son tasarımında yükseklik bilgileri renk katmanlarıyla da gösterildiğinden bu aşamada kullanılacak renk paleti oluşturulmuştur. Burada kartografik tasarım ilkeleri doğrultusunda renk katmanlarının oluşturulması haritanın
Konya İli Haritası Yapımı doğru bilgiyi aktarması açısından oldukça önemlidir. Hangi yükseklik aralığının hangi renklerle gösterileceğini belirten turk.cpt dosyası kartografik ilkeler dikkate alınarak hazırlanmıştır (Şekil 2). Şekil 2: Arazi rölyefinde kullanılan renk katmanları Kaynak grid dosyası (Konya.grd) ve renk dosyası (turk.cpt) oluşturulduktan sonra yine GMT yazılımıyla aşağıdaki kod yardımıyla arazi rölyefi oluşturulmuştur. Burada kaynak dosyadaki veriler coğrafi koordinatlar olması nedeniyle çalışmamızı tasarladığımız Lambert konform konik projeksiyona dönüşüm yine aynı kod içerisinde yapılmıştır. Kodda kullanılan komutların fonksiyonları URL4 adresinde ayrıntılıca anlatılmaktadır. Sonuçta yüksek çözünürlüklü resim dosyası formatında arazi rölyefi elde edilmiştir (Şekil 3). gmtset LABEL_FONT_SIZE 10 gmtset LABEL_FONT 25 gmtset ANNOT_FONT_SIZE_PRIMARY 8 gmtset ANNOT_FONT_PRIMARY 25 gmtset HEADER_OFFSET -0.05c gmtset HEADER_FONT_SIZE 12 gmtset HEADER_FONT 27 gmtset FRAME_WIDTH 0.1c gmtset PAPER_MEDIA A1 grd2cpt Konya.grd -Cturk -Z -V > turkey.cpt grdgradient Konya.grd -Gturkey_gradient.grd -A0/270 -Ne0.6 -V grdimage zzdtm.konya.netcdf -Iturkey_gradient.grd -Jl34/38/40.67/43.67/11c -R31/35/36/40 - B0.5:."KONYA":WeSn -Cturkey.cpt -V -P -K > takvim1.ps # pscoast -J -R -B -Df -A1 -N1 -W2.5 -V -O -K >> takvim1.ps psscale -D0/0/10c/0.35ch -Cturkey.cpt -B500:Topography:/:m: -X7.5c -Y-1c -V -O >> takvim1.ps ps2pdf takvim1.ps rm -f.gmtcommands4.gmtdefaults4 *gradient.grd Şekil 3: GMT yazılımıyla oluşturulan arazi rölyefi 3.3. Grafik Tasarım GMT yazılımı yardımıyla arazi rölyefi oluşturulup yüksek çözünürlüklü resim formatında elde edildikten sonra, MapInfo ortamında, oluşturulan bu resim dosyası ile vektör veriler her iki verinin de projeksiyon ve datum bilgilerinin aynı olmasından yararlanılarak çakıştırılmıştır. Renk katmanlarını gösteren çizelge lejanta eklenmiştir. Çakıştırma
Bildirici,Selvi, Böge,Üstün sonucunda renk katmanları nedeniyle okunamayan yazılar ve sulu alanlardaki (göl, akarsu vb.) uyuşmazlıklar mapinfo ortamında editlenerek haritaya son şekli verilmiştir. Bu aşamada sonuç ürün yüksek çözünürlüklü resim formatında kaydedilmiştir. Yüksek çözünürlüklü resim formatındaki dosya Corel Draw yazılımı yardımıyla açılarak hedeflenen 50x70 cm lik pafta alanı üzerine yerleştirilmiştir. Sonuç ürün takvim şeklinde tasarlanacağından o yıla ait takvim bilgileri ve çalışmayı destekleyen kuruluşların logo ve adres bilgileri tasarıma ilave edilerek çalışma tamamlanmıştır (Şekil 4). Sonuç ürün basılmak üzere matbaaya aktarılmıştır. 4. SONUÇ VE ÖNERİLER Bu çalışmada veri toplama aşamasından başlayarak bir harita tasarımının nasıl yapılacağı, bu tasarımda dikkat edilmesi gerekenler ve kullanılan yazılımlar hakkında ayrıntılı bilgi verilmiştir. Burada üzerinde durulması gereken en önemli konu bilgisayar teknolojilerindeki gelişmeler nedeniyle her bilgisayar kullanıcısının harita üretebileceği düşüncesinin yanlışlığıdır. Çünkü kartografik tasarım, kartografya konusunda uzman kişilerin yapabileceği bir uygulamadır.
Konya İli Haritası Yapımı Günümüzde sıkça rastlanan grafik tasarım yazılımlarında sayısallaştırmalar yaparak kartografik ilkelerden uzak basılı harita üretimi oldukça büyük bir yanılgıdır. Çünkü bu şekilde üretilen ürünler hem kartografik tasarım açısından çok büyük yanlışlıklar içermekte hem de sayısal ortamda kullanılan veriler hiçbir CBS analizine imkan vermemektedir. Ayrıca bu tip çalışmalarda hiçbir projeksiyon ve datum bilgisi olmadığından başka kaynaklardan gelen ürünlerle bu ürünlerin birleştirilmesi mümkün değildir. Oysa sonuç ürünlerin tüm dünyada kabul görmüş temel kartografik ilkeleri taşıması gerekliliği açıktır. Bu çalışmayla sadece büyük ölçekli haritaların değil küçük ölçekli harita yapımının da mesleğimizin konusu olduğu ortaya konulmuştur. Özellikle 25 000 ölçekli haritaların tasarımının özelleştirilmesinin tartışıldığı bir dönemde bu çalışmanın meslektaşlarımıza ışık tutacağı düşünülmektedir. 5. KAYNAKLAR Bildirici, İ.Ö., Üstün, A., Ulugtekin, N., Selvi, H.Z., Abbak, A., Buğdaycı, İ., Dogru, A.Ö., 2007, SRTM Verilerine Dayalı Ülke Bazında 3"x 3" Çözünürlüklü Sayısal Yükseklik Modelinin Oluşturulması, Türkiye Ulusal Fotogrametri ve Uzaktan Algılama Birliği IV. Sempozyumu. CD, İstanbul, 5-7 Haziran 2007. Rodríguez E., Morris, C.S. ve Belz, J.E., 2006, An Global Assessment of the SRTM Performance, Photogrammetric Engineering & Remote Sensing, 72 (3): 249 260. Salamonowicz, P., 2005, A Comprehensive Assessment of the Shuttle Radar Topography Mission Elevation Data Accuracy, The Shuttle Radar Topography Mission Data Validation and Applications Workshop, June 14 16 2005, Reston, Virginia. Uçar, D., İpbuker, C., Bildirici, İ.Ö., 2004, Matematiksel Kartografya, Atlas yayın dağıtım, İstanbul, Ocak 2004. Uçar, D., Uluğtekin, N., 2006, Kartografyaya Giriş, yayınlanmamış ders notu. URL1: http://www.hgk.mil.tr URL2: http://tr.wikipedia.org/wiki/google_earth URL3:http://www.basarsoft.com.tr URL4: http://www.atag.itu.edu.tr/gmttr/ URL5: http://tr.wikipedia.org/wiki/coreldraw