COĞRAFİ BİLGİ SİSTEMLERİ (GEOGRAPHICAL INFORMATION SYSTEMS) DERS BİLGİ NOTLARI Doç. Dr. Aykut AKGÜN Karadeniz Teknik Üniversitesi Jeoloji Mühendisliği Bölümü
2 BÖLÜM 1 SAYISALLAŞTIRMA VE SHAPE FILE DOSYALARI OLUŞTURMA 1. Arazide yapılmış olan ya da basılı herhangi bir harita (jeoloji haritası, topoğrafik harita, fay, heyelan vb haritası) TIFF, BMP, JPG gibi bir resim formatında taratılır (Tercihan TIFF formatında ve 150 DPI). 2. Taratılan harita, bilgisayarınızda C:// de ya da ulaşabileceğiniz herhangi bir yerde (Dosyalarım, Belgelerim, vs.) herhangi bir isimle isimlendirdiğiniz bir klasör içine atılır. 3. Taratılan ve resim formatında kaydedilen harita ArcMap yazılımında Add Data (Kırmızı işaretli) aracı ile Connect to folder aracından taralı dosyanızın bulunduğu klasöre erişim sağlanır. 4. Ulaştığınız klasör içinden taratmış olduğunuz dosyanızı bulup Add dediğiniz zaman taralı resim dosyasını ArcMap ortamında açmış olursunuz.
3 5. Sayısallaştırmaya başlamadan önce, jeo-referanslama işleminin yapılması gereklidir. Bu amaçla, Georeferencing aracı kullanılır. Bu araç aşağıda gösterildiği gibi aktif hale getirilir: 6. Jeo-referanslamaya başlarken Add control points aracından referanslama için seçilecek ( genelde en az 4 köşe koordinat noktası) noktalara gidilir.
4 7. Koordinatı girilecek olan köşeye mouse ile gidilip sol tıklanır. Mouse hareket ettirilmeden sağ tıklanır ve aşağıdaki şekilde görüldüğü gibi koordinat girişi yapılacak menü açılır. 8. Bu menüde o köşe noktasına ait gerçek dünya koordinat değerleri x ve y girilir. 9. Bu işlem seçilen diğer köşe noktaları için de aynen yapılır. 4 köşe noktasından daha fazla sayıda noktayı da koordinat girişi için seçebilirsiniz. 10. Koordinat girişleri tamamlandıktan sonra aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi View link table aracından girmiş olduğunuz koordinat değerlerini ve toplam hata oranı değeri Total RMS Error kontrol edilebilir. RMSE değerinin 0.5-3 piksel arasında olması istenilen durumdur.
5 11. Bu işlem bittikten sonra Georeferencing menüsü altında Rectify menüsü yardımıyla jeo-referanslama işlemine devam edilir. 12. Aşağıdaki şekilde verildiği gibi çalışma klasörünüzü Output location menüsünden seçip, Name kısmına istediğiniz bir dosya ismini yazıp, Cell size kısmına sizden istenilen mekansal çözünürlük değeri girilir. Diğer kısımlar aynen bırakılabilir ve en son Save edilir.
6 13. Yeniden Add data kısmından çalışma klasörünüz içinde bir önceki adımda anlatıldığı şekilde isimlendirdiğiniz ve 1. ve 2. adımlarda isimlendirdiğiniz jeo-referanslanmamış dosyadan farklı bir isimle kaydetmiş olduğunuz dosya ismini bularak açınız. Bu açmış olduğunuz dosya sizin jeo-referanslanmış dosyanız olup yapılacak tüm sayısallaştırma işlemleri bu jeo-referanslanmış görüntü üzerinde yapılacaktır. 14. Sayısallaştırma işlemini yapabilmek için Editor menüsüne ihtiyaç vardır. Bu menü çalışma alanınızda yoksa, aşağıdaki şekilde verildiği gibi aktif edilir: 15. Sayısallaştırma işleminde, yapacak olduğunuz işlemler Vector formatında veri üretimine yönelik olacaktır. Bu amaçla, önce Catalog veya Windows
7 programlar dan Arc Catalog programı ile edit edilebilir bir shape file uzantısında vector dosyası üretilmesi gerekir. 16. Catalog menüsünde çalışma klasörünüz Location kısmından bulunur ve üzerine seçilerek aktif hale getirilir. 17. Bu seçim yapıldıktan sonra mavi seçili alan üzerine Mouse ile gidip sağ tıklanmak suretiyle aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi New ve buradan Shape file tıklanır.
8 18. Açılan Create New Shapefile menüsünde name kısmına istediğiniz bir dosya ismini (Uygulama_1 gibi..) ve Feature Type kısmına da sayısallaştıracağınız nesnenin türüne bağlı olarak (eş yükselti eğrisi, litolojik birim, sondaj noktası gibi..) Point, Polygon veya Polyline seçilir. 19. Çalıştığınız alanın koordinat sistemini aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi Edit kısmından ve şekilde verilen akışa bağlı olarak Select ve Projected
9 Coordinate System dan uygun UTM WGS 84 Northern Hemisphere ve buradan alanınıza ait koordinat sistemi seçilir. 20. Belirtilen adımlar yapıldıktan sonra aşağıda verilen şekilde görüldüğü gibi Details kısmında seçmiş olduğunuz koordinat sistemi bilgileri görülecektir. 21. Aynı işlemi, jeoreferanslanmış ve üzerinde sayısallaştırma yapacak olduğunuz raster görüntü için de yapmalısınız. Bunun için yine Catalog menüsü veya Arc Catalog kullanılmalıdır. Aksi halde, iki dosya (biri shape file, diğeri raster) üst üste açılmaz ve size uyumsuz referans sistemi şeklinde bir hata mesajı verecektir.
10 22. Uygula ve Tamam dedikten sonra, Create New Shapefile menüsünde de OK diyerek yeni bir shape file yaratmış oldunuz. 23. Oluşturduğunuz shape file Catalog menüsünde görünecektir. Görünen shape file üzerine gidip sağ tıklayarak Properties kısmına tıklayın. Açılan menüde Shape Properties Fields kısımlarını açınız. Açılan Fields kısmında veritabanı bilgisi girmek istediğiniz bilgiyi (Yükseklik bilgisi, litoloji adı, tek eksenli sıkışma dayanımı vb ) Field Name kısmına, Data Type kısmına da
11 o bilginin türünü (text, long integer, short integer gibi) tanımlayınız. Uygula ve Tamam kısımlarına basarak bu kısmı tamamlamış olurusunuz. 24. Oluşturduğunuz shape file otomatik olarak sol tarafta yer alan Table of Contents kısmında da gözükecektir. 25. Daha önce anlatıldığı gibi aktif edilen Editor menüsünde Start editing e basılır. Bu adım, oluşturulan shape file üzerinden sayısallaştırma işleminin başlamasına olanak sağlayacaktır.
12 26. Bu adımı yaptıktan sonra ekranda sağ tarafta Create Feautures penceresi gelecektir. Bu pencerede, üzerinde sayısallaştırma işlemini yapacak olduğunuz shape file ismi görülecektir. Bu dosya üzerine tıkladığınız zaman, sağ altta Construction tools menüsü görülecektir. Bu menüde, sayısallaştırma yapacak olduğunuz line, polyline, polygon gibi feature (nesne) özelliklerinden hangisini kullanacaksanız ona tıklayıp, mouse la çizecek olduğunuz (eş yükseklik eğrisi, litolojik sınır vs.) nesne üzerine giderek çizim işlemine başlayabilirsiniz. 27. Çizim işlemi bittikten sonra, mous un sağ tuşu ile Finish skecth veya çift tıklamak suretiyle o nesnenin sayısallaştırma işlemini tamamlamış olursunuz. 28. Sayısallaştırmanız gereken birden fazla nesne için ayrı ayrı shape file dosyaları oluşturup sayıallaştırma adımlarını hepsi için ayrı ayrı olarak izleyiniz. Örneğin aynı taranmış bir raster görüntü üzerinde litoloji, heyelan, eşyükselti eğrisi varsa hepsi ayrı ayrı shape file lar şeklinde ayrı layer lar olarak üretilecektir.
13 BÖLÜM 2 3D ANALYST VE SPATIAL ANALYST UZANTI UYGULAMALARI Bu uygulamada, ArcMap yazılımı üzerine kurulan 3D ve Spatial Analyst uzantıları (extensions) kullanılarak topoğrafik veri üretimi (eğim haritası, bakı haritası, kabartı rölyef, yamaç eğriliği vb.) uygulamaları anlatılmaktadır. 1. 3D ve Spatial analyst uzantılarının öncelikle aktif hale getirilmesi gereklidir. Bu, ArcMap de Customize menüsü altında Extensions ve onun altında da 3D ve Spatial Analyst seçenekleri yanındaki sekmeler işaretlerek sağlanır. 2. Bu işlem sağlandıktan sonra, Add data dan, sayısallaştırmış olduğunuz eş yükselti eğrisini içeren shape dosyasını açın.
14 3. Menüler kısmındaki kırmızı alet çantası ikonu ile gösterilen Arc Toolbox uygulamasını açın. 4. ArcToolbox da 3D Analyst Tools altında TIN Management ve onun altında Create TIN menüsünü açın. Bu uygulama ile sayısal eşyükselti eğrisi verisinden düzensiz üçgenler ağı (TIN) verisi oluşturulacaktır.
15 5. Açılan Create TIN menüsünde Output TIN kısmına, çalıştığınız klasörü seçmiş olduğunuzu dikkate ederek bir dosya ismi yazınız (Örn: TIN_uygulama). Spatial Reference kısmını boş bırakabilirsiniz ya da alanınızın referans sistemini, daha önceden öğrenmiş olduğunuz şekilde tanıtabilirsiniz (Bölüm 1 de anlatıldığı gibi). 6. Input Feature Class kısmını tıklayıp, açmış olduğunuz sayısal eş yükseklik verisi olan shape dosyasının adını tıklayınız. 7. Tıkladıktan sonra dosya isminiz aşağıdaki kutucukta görülecektir. Bu kutucukta heigh_field kısmını, yükseklik verisini içeren field i seçecek biçimde işaretleyiniz. Diğer kısımları boş bırakabilirsiniz.
16 8. OK deyip TIN modelini oluşturunuz. Bu model, sizin TIN veri tipindeki sayısal yükseklik modelinizdir. 9. Table of Content kısmında açılan TIN dosya adı üzerine çift tıklayıp Symbology sekmesini tıklayınız. Açılan pencerede Edge types sekmesinin yanıdaki kutucuğu tıklayıp boş hale (inaktif) getiriniz. Böylelikle, TIN görüntünüz üzerindeki eş yükseklik eğrisi eklentisi kaybolmuş olacaktır.
17 10. ArcToolbox içindeki 3D Analyst altında Conversion From TIN ve TIN to Raster seçeneklerini tıklayınız. 11. Input TIN kısmında, oluşturmuş olduğunuz TIN verisini seçiniz. output kısmına, istediğniz bir dosya ismini yazabilirsiniz (Örn: TIN_Raster). Diğer kısımlar boş kalabilir. Sadace Sampling Distance kısmında Cellsize 10 kısmındaki 10 sayısını, çalışacak olduğunuz konumsal çözünürlük sayısı kadar (10, 20 25..gibi) değiştirebilirsiniz
18 12. OK diyerek beklediğinizde aşağıdaki gibi raster bir görüntü elde edeceksiniz. Bu görüntü sizin raster veri formatındaki Sayısal Yükseklik Modeliniz (SYM) dir. Bu aşamadan sonra oluşturacak olduğunuz tüm sayısal ikincil topoğrafik verileriniz (eğim haritası, yamaç yönelim haritası vb..) bu raster SYM ile üretilecektir. 13. Oluşturmuş olduğunuz raster SYM nin rengini değiştirmek için Table of Content kısmındaki TIN_raster dosya ismi üzerine çift tıklayıp Layer Properties penceresinin açılmasını sağlayın. Bu pencereden, Symbology kısmından istediğiniz bir renk skalasını seçebilir, Invert seçeneği ile bu renk skalasındaki renkleri ters çevirebilirsiniz. Uygula OK diyerek bitirin. 14. ArcToolbox da Spatial Analyst altında Surface i açın. Bu menü ile, eğim haritası, yamaç haritası vb.. ikincil topoğrafik verilerin üretimi sağlanacaktır.
19 15. Aynı menü altındaki Slope menüsünü tıklayınız. Input arster kısmına, yukarıda oluşturmuş olduğunuz raster SYM adını seçerek giriniz. Output kısmına istediğiniz bir dosya ismi giriniz (Örn: Egim_uyg). Output measurement kısmında degree ve percent rise seçenekleri vardır. Bunlardan degree eğim değerlerini derece olarak, percent rise ise eğim değerlerini % olarak hesaplanmasını sağlar. Genel uygulamalarda kullanım kolaylığı açısından degree seçilmesini öneririm. OK diyerek bitirin. 16. Sonuçta, aşağıdaki verildiği gibi bir eğim haritası üretmiş olacaksınız.
20 17. Eğim değerlerinin değişimini, sayısal eş yükselik eğrisi verisi ile (Burada Ders_ornek layer ı) çakıştırarak gözlemleyebilirsiniz. Table of Content kısmındaki renk skalası, eğim değişimlerinin derece cinsinden gösterimini vermektedir.
21 18. Yine ArcToolbox da Spatial Analyst Surface ve Aspect menülerini açın. Bu menü ile, yamaç yönelim haritası üretimi sağlanacaktır. Bu menüde input raster kısmına raster SYM verisini girin. Output raster kısmına da istediğiniz bir dosya ismini yazıp OK diyerek yamaç yönelim haritasını oluşturun. Bu harita ile, yamaçlarınızın, Kuzeyden itibaren 0-360 0 arasında yangi yöne bakmış olduğunu haritalamış olursunuz. Bu haritanın özellikle Orman Mühendisliği uygulamalarındaki adı Bakı dır. 19. Aynı menü altında Hillshade menüsü ile alana ait kabartı rölyef haritasını oluşturmanız mümkündür.
22
23 BÖLÜM 3 ÜRETİLEN HARİTALARIN LAYOUT (SUNUM BİÇİMİ) ŞEKLİNDE DÜZENLEMESİ Bu bölümde, daha önce üretmiş olduğunuz haritaların rapor, tez, sunum vb.. çıktılarda anlaşılır biçimde ve standart bir harita çıktısı sunumu ile sunulmasını sağlamak amacıyla düzenleme araçlarının kullanımı anlatılacaktır. 1. Bunun için, aşağıdaki gösterilen kısımdaki gibi Layout View kısmına basılır. 2. Zoom in ve zoom out araçları ile layout panceresi içindeki görüntü büyültüpküçültülebilir. Pan aracı ile pencere içinde sağa-sola götürülebilir.
24 3. File menüsü altında Page and Print Setup kısmından layout yöneliminin yatay-düşey olması Portrait-Landscape ile seçilebilir. Bu seçim, haritanızın yönelimine göre tarafınızdan seçilebilir. 4. View menüsünden Data Frame Properties penceresi açılır. Buradan Grids seçilir. New Grid tıklanır. Açılan pencerede Measured Grid: seçilir ve ileri denir. Açılan pencerede Appereance altındaki seçeneklerden birisi isteğe göre seçilir. Intervals kısmı isteğe göre seçilir. İleri.ileri.ileri.Uygula diyerek haritanız çevresi, koordinat çerçevesi ile çevrelenir.
25 5. Insert menüsünden North Arrow tıklanarak, istediğiniz bir Kuzey Oku biçimini OK diyerek bu pencereye ekleyebilirsiniz. Eklenen kuzey oku biçimini, mouse yardımıyla hareket ettirebilir, büyültüp-küçültebilirsiniz.
26 6. Yine Insert menüsünden, Legend tıklandığında, hazırlamış olduğunuz harita üzerindeki ait bilgileri gösterecek lejant (açıklamalar) kısmı eklenecektir. Açılan Legend Wizard penceresinde Map layers kısmı altında, hangi haritaya ait açıklamalar biligilerini eklemek istiyorsanızı onu seçmelisiniz. Legend items kısmı altında, birden fazla isim görülebilir. Siz, hangi harita ile çalışıyorsanız onu, iki pencere arasındaki sağa-sola okları ile ekleyip çıkarabilirsiniz. 7. Legend wizard penceresinde ileri diyerek Legend title (Başlık) (Örn: Açıklamalar) verebilir, buradaki yazının fontunu, büyüklüğünü, rengini vb.. buradan değiştirebilirsiniz.
27 8. Bu aşamadan sonra ileri.ileri.ileri.. diyerek en son şekildeki gibi açıklamalar kısmının pencerenize eklenmesini sağlayınız. Eklenen açıklamalar yine mouse yardımıyla harita üzarinde istenilen yere sürüklenebilir, seçili halde iken köşesinden tutup büyütülüp-küçültülebilir.
28 9. Açıklamalar kısmının üzerine gidip seçiniz ve sağ tıklayarak convert to graphics diyerek ve oradan da Ungroup diyerek de bu açıklamalar kısmının üzerinde silme, ekleme vb. gibi işlemleri de yapmanız mümkün olacaktır. 10. Yine Insert kısmından Scale bar tıklayarak haritanızın çizgisel ölçeğini ekleyebilirsiniz. Properties kısmından açılan pencerede Scale and Units (Ölçek ve Birimler Örn: Km, metre vb ) gibi özellikleri seçebilirsiniz.
29 11. Bu adımlarla, hazırlamış olduğunuz haritanızı File ve Export Map menülerini açarak istediğiniz bir resim formatında (jpg, png, tiff vb.) ve dilediğiniz resolution (çözünürlük) ile çalışma klasörünüze kaydedebilirsiniz. Bu kaydetmiş olduğunuz resim doyasını daha sonra teziniz, raporunuz
30 vb dökümanının içine ekleyebilirsiniz. Eklenti örneği aşağıdaki gibi örneklenebilir. Örnek harita eklentisi.