JEOFİZİKTE TEMEL ÇİZİM VE TASARIM 1+2 (3 AKTS) YRD.DOÇ.DR.ELÇİN GÖK DERSİN AMACI: Temel Harita bilgisi ve jeofizik verilerin iki ve üç boyutlu çizimi ve tasarımı konularında alt yapı oluşturmak DEĞERLENDİRME KRİTERLERİ: YIL SONU NOTU=VİZE * 0.30 + ÖDEV * 0.20 + FİNAL * 0.50 Ders İçin Önerilen Kaynaklar: 1-Temel Jeolojik Harita Bilgisi ve Uygulamaları, M. Erkan Karaman, Akdeniz Üniversitesi, Isparta Mühendislik Fakültesi Yayını, 1987. 2- H.Hulusi ACAR, Selçuk GÜMÜŞ, Saliha ÜNVER, KTÜ Orman Fakültesi, Orman Mühendisliği Bölümü, Ders Teksirleri Serisi: ORMANCILIKTA ÖLÇME, HARİTA VE KADASTRO,Trabzon, 2011. 3- Diğer ders materyalleri: * Grapher Uygulama Yazılımı Kullanıcı Kılavuzu * Surfer Uygulama Yazılımı Kullanıcı Kılavuzu 1
1. Haritacılığın Tarihçesi Tarihin yazı ile başladığı düşünülürse, haritacılığın tarihten de eski bir geçmişi olduğu söylenebilir. Bulunan örnekler yazının keşfinden önce bile ilkel toplumlarda harita çizebilme yeteneğinin gelişmiş olduğunu kanıtlamaktadır. Büyük Okyanus taki Marshall adalarında yaşamış olan insanların yaptıkları deniz haritaları, bu görüşü kuvvetlendirmektedir. Bu haritalarda, düz çubuklar ile açık deniz, eğri çubuklar ile adalara yaklaşan dalga cephesi ve istiridye kabuklarıyla adalar gösterilmiştir. Şekil ve resim kullanarak tarihi olayların canlandırıldığı Aztekler tarafından yapılan haritalar da ilk örnekler arasındadır. İlkçağ haritacılığının ana örnekleri MÖ 4000 yılında Babil de bulunan kadastro haritası ve Mısır daki haritalar olduğu düşünülmektedir. M.Ö. II. Yüzyılın ilk yarısında dünyanın yuvarlaklığını hesaba katılarak ilk kez konik projeksiyon (izdüşümü düzlemi) sistemi kullanılmış, boylam ve enlem daireleri çizilmiştir. Bununla M.Ö. 60 yılında Krates ve M.S. 80 yılında Pomponius Mela tarafından dünya haritaları çizilmiştir. Kağıdın keşfinden sonra M.S. 100 de, Çin de bölgelerin karelerle gösterilmesi, uzaklıkların kesin olarak belirtilmesi, yükseklik farklarının gösterilmesi ve açıların belirtilmesi başlamıştır. 2
Ortaçağ haritacılığında, batıda o dönemin felsefesine uygun olarak efsanelerin etkisi görülmektedir. Örnek olarak Avusturyalı rahip Beatus'un 778 tarihini taşıyan haritasında cennetin katları açıklanmaktadır. 950 yılında Coğrafyacı Ebu İshak İstikrari geometrik bir dünya haritası çizmiştir. Türk asıllı Biruni'nin XI. Yüzyılın ilk yarısında çizdiği denizler haritası da önemli bir çalışmadır. Kaşgarlı Mahmut'un 1072-1074 yılları arasında yazdığı "Divanı Lügat-üt Türk" adlı eserinde yer alan daire biçimindeki dünya haritası Türk Bilginlerinin yaptığı ilk harita olarak kabul edilmektedir. Kaşgarlı Mahmut'un çizdiği dünya haritası İdrisi'nin 1154'de Palermo da Scilya Kralı için çizdiği dünya haritası verdiği ayrıntılar bakımından gelecek dönemin öncü yapıtlarından biri olarak kabul edilmektedir. 3
Yeniçağların başında, 15. Yüzyılın sonlarına doğru Venedik te ilk harita baskısı gerçekleştirilmiştir. Önceleri kalıp olarak tahta üzerine kazınan kalıplar kullanılırken daha sonraları bakır levhalar kullanılmaya başlanmıştır. Basılan haritaların renklendirilmesi ise elle yapılmıştır. Dünyayı iki yarım küre biçiminde ilk gösteren Alman denizci Behaim, bu eserini 1492 yılında tamamlamıştır. Behaim in çizdiği dünya haritası Mercator, 15.Yüzyılda, kendi adı verilen projeksiyon yöntemini uygulayarak bakır levha üzerine bir harita yapmıştır. (Mercator,1569) 4
Osmanlı haritacılığında, XVI. yüzyılın hemen başında Piri Reis'in haritaları, Akdeniz Bölgesinde uzun zaman hem Osmanlılar hem de batılı haritacılar için önemli bir kaynak olmuştur. Piri Reis in 1513 yılında ceylan derisi üzerine çizdiği ve halen Topkapı Müzesi nde bulunan haritası Amerika, Afrika ve Atlas Okyanusu nu ayrıntılı biçimde gösteren çok değerli bir eserdir. Ülkenin baştanbaşa bir nirengi ağı ile birleştirilerek haritasının çıkarılması düşüncesini ilk kez Hollandalı Snellius önermiş, uygulaması ise Fransa'da Cassini (1696) tarafından yapılmıştır. 18.-19.yüzyıllar arasında İngilizler, İtalyanlar ve Avusturyalılar da ülkelerinin ayrıntılı haritalarını çıkarmışlardır. 19. yüzyılda haritalarda çizgisel ölçekle beraber oransal ölçekte kullanılmaya başlanmıştır. 20. yüzyılın ilk yarısında geliştirilen fotogrametrik yöntemler haritacılıkta önemli bir dönüm noktası olmuştur. 20. yüzyılın ikinci yarısında, haritacılık, tam otomasyon olanağına kavuşturulmuştur. Son olarak geliştirilen uydu tekniği ve uzaktan algılama yöntemleriyle oldukça yüksek doğruluklu harita yapımı olanaklı hale gelmiştir. 5
2. Temel Ölçme Aletleri Ölçüm işlerinde kullanılacak aletler, ölçülecek arazinin boyutuna ve yapılacak işte istenen hassasiyete göre seçilir. Küçük bir tarla, birkaç parsel veya buna benzer şeylerin ölçülmesi için genellikle gelişmiş ölçü aletleri gerekmez. Bu gibi durumlarda kullanılan ölçü aletlerine basit ölçü aletleri denir. Basit ölçü aletlerinin başlıcaları; jalon, jalon sehpası, çekül, çelik şerit metre, lata, pusula, nişan levhası, klizimetre, mira, prizma, altimetre ve hava kabarcığı olarak sıralanabilir. Jalon: Bir arazi parçası ölçülürken, ölçü doğrularını zeminde belirli hale getirmek için bu doğruların uçlarına beton, demir, çivi veya boru çakılarak tespit edilirler. Bu işaretler toprağa zemin seviyesine kadar gömüldükleri için uzaktan görünmelerine imkan yoktur. Ölçme ve araziye geçirme işlemlerinde noktaların geçici olarak işaretlenmesi ve karşıdan görülmesini sağlayan, düzgün, ağaç veya metalden yapılmış ölçme araçları gereklidir. Jalonlar, 2m uzunluğunda ve 3-4 cm çapında olup arazide fark edilmeleri için her yarım metresi siyah-beyaz veya kırmızı-beyaz renkte boyalıdır. 6
Jalon Sehpası: Ölçüm çalışmalarında jalonlar yumuşak zeminlerde toprağa bastırılarak çakılırken sert zeminlerde jalon sehpası kullanılarak yerleştirilirler. Jalon sehpası, jalonun düşey durmasını sağlayan, üçayaklı ve demirden yapılmış bir alettir. Ayaklar içinden jalonun geçebileceği bir demir bileziğe bağlıdır. Çekül: Çekül bir noktanın düşey izdüşümünün bulunmasında veya jalonun düşey duruma getirilmesinde kullanılan bir alettir. Çeküller rüzgardan sallanmamaları için en az bir kilo ağırlığında olmalıdır. Çelik Şerit Metre: Çelik şerit metreler 20, 30, 50 ve 100m gibi değişik uzunluklarda olabilirler. Ölçü işlerinde en uygun çelik şerit metreler, 20m uzunluğunda olanlardır. Çelik şerit metrelerin tamamı santimetre bölümlüdür. Lata: 3-5m. uzunluğunda, genelde eğimli arazilerde yatay mesafe ölçülmesinde kullanılan ahşap kalın çıtadır. Pusula: Belirlenen iki nokta arasında oluşan doğrultunun kuzey ile yaptığı sapma açısını ölçmek için kullanılan ve manyetik alan esasına göre çalışan ölçü aletidir. Bu şekilde ölçülen açıya semt açısı adı verilir ve semt açıları derece cinsinden ölçülür. Pusula, genel olarak sıralı noktalardan oluşan hatların ölçümünde veya arazide yön bulmak için kullanılır. Hatların ölçümünde düşeylenmiş ve her iki noktaya dikilmiş jalonlar kullanılır. Ölçümler bakılan noktanın yaklaşık 1-2 m gerisinde durularak, öndeki iki jalonun göz hizası ile üst üste getirilmesi ile belirlenen doğrultunun kuzey yönü ile yaptığı açının belirlenmesi ile gerçekleştirilir. 7
Klizimetre: Arazi yüzeyinin yatay düzlem ile oluşturduğu eğim değerini ölçmek için kullanılan ölçü aletidir. Ölçüm, yatay düzlem ile ölçülen düzlem arasındaki oranın belirlenmesi esasına dayanmaktadır. Klizimetreler ile eğim değeri derece veya % olarak oran şeklinde ölçülür. Altimetre: Arazi üzerinde bulunulan yükseklikteki basıncı deniz seviyesi basıncına oranlayarak yükseklik tespiti yapan ölçü aletine altimetre denir. Altimetreler analog ya da son dönemlerde üretilenler dijital göstergelidirler. Mira: Genellikle 4m uzunluğunda, 10-12cm genişliğinde ve 2cm kalınlığında ağaçtan ya da metalden imal edilmiş araçlardır. Noktaların nivelman düzlemine olan uzaklığını (yükseklik farklarının) ölçmede kullanılır. Miraların üzerinde tabandan itibaren desimetre (dm), santimetre (cm) ve metre (m) bölümleri mevcuttur. Bazı nivolar ters görüntü verdiğinden okumaların düz olması amacıyla mira üzerindeki yazılar ters yazılmıştır. Mira klizimetre ya da nivo ölçü aleti ile birlikte kullanılır. 8
3. Harita ve Elemanları Harita, dünya üzerindeki yüzeysel şekiller ve insanlar tarafından yapılan tesislerin kuşbakışı görünümünün istenilen ölçeğe göre küçültülerek özel renk ve işaretlerle bir düzlem üzerinde sistematik gösterimidir. Bir arazi parçasının perspektif görüntüsü (sol) ve haritası (sağ) Bir harita, temsil ettiği arazinin çizilmiş bir modelidir. Haritaya çizilecek bilgiler genel olarak deniz, göl, akarsu, dağ, tepe mağara vb. doğal şekillerle; yol, baraj, sulama kanalı, çit, duvar, bina vb. yapay tesislerdir. Haritalarda bunların dışında coğrafi koordinat ağı gösterilmektedir. Doğal ve insan eliyle yapılmış ayrıntılar; özel işaretler, çizgiler, renkler ve şekillerle gösterilir. Haritalar, arazideki bütün ayrıntıları göstermeyip bulunacak bilgiler o haritanın ölçeğine ve yapılış amacına bağlı olarak belirlenir. Haritanın amacına bağlı olarak arazide önemli görülmeyen bilgiler haritaya geçirilmeyebilir ya da önemli görülen bazı bilgiler daha belirgin olarak ön plana çıkarılabilir. Haritanın Elemanları Haritanın Adı Çerçeve Coğrafi yönü Ölçek Harita Anahtarı (Lejand) Enlem-Boylam Değerleri 9
Haritanın adı: Haritanın kullanım amacını belirtmeli, haritayı tanıtacak açıklıkta ve kısa olmalıdır. Çerçeve: Tüm haritalarda, haritası yapılacak alanı sınırlayan bir iç çerçeve ve diğer harita elemanlarını sınırlayan bir dış çerçeve çizilmelidir. Çerçeve bilgileri, pafta bünyesini saran bölüm içinde bulunan bilgilerin bütünüdür. Çerçeve bilgileri; varsa demir yolları ve yol giderleri, pafta köşe koordinatları, komşu pafta adları, boylam başlangıç notu, haritanın gerçek kuzey yönüne konulmasını sağlayan P noktası, grid çizgi ve değerleri, iç çerçeve çizgisinde gratükellerde derece taksimatı için bir siyah ve bir beyaz, gred taksimatı için içi çizgili bölümler, dilim kenarı grid çizgileri ve karşılıklı gridlerin değerleri olarak sıralanabilir. 10
Coğrafik yön ve kuzey işareti, Harita ölçeği, Kesir ya da grafik olmak üzere iki şekilde gösterilir. Kesir ölçek paftanın üst sol köşesi ile alt ortasında TÜRKİYE yazısı ile birlikte yazılır. Grafik ölçek ise paftanın alt kenarının ortasında bulunur. Ölçek = Haritadaki Uzunluk/Arazideki Uzunluk 1/25.000 ölçekli bir haritada harita üzerindeki 1 cm uzunluk, gerçekte yani arazide 25.000 cm e karşılık gelir. Harita anahtarı (Lejand): Yurdumuzda üretilen haritalarda, sağ çerçeve dışında kalan bölgenin pafta üst köşesinden başlayarak belirtilen klasik işaretlerdir. Haritada kullanılan özel işaretlerin ne anlama geldiğini gösteren bölümdür. Her haritanın kullanım amacına göre farklı işaretlerle gösterilirler. Bu işaretler kullanıcıya kolaylık sağlamak ve harita okumalarda belirli bir standart sağlamak için kullanılır. 11
Enlem ve boylam değerleri, Haritalardan elde edebilecekleri ana bilgiler aşağıdaki şekilde sıralanabilir: Haritada bulunan yeryüzü şekilleri, yerleşim yerleri ve yollar gibi detayların yatay ve düşey konumları, Haritada yer alan detayların aralarındaki mesafeler, Haritada belirtilen bitki örtüsü hakkında ayrıntılı bilgi, Arazi yapısındaki değişimler, Doğal yeryüzü şekillerinin yükseklikleri, Kadastro haritalarında mülkiyet unsurları, 4. ÖLÇEKLERİNE GÖRE HARİTALAR 1. Büyük Ölçekli Haritalar a. Plânlar: Ölçeği 1/20.000'e kadar olan haritalardır. Şehir imar plânları, kadastro haritaları bu türdendir. b. Topoğrafya Haritaları: Ölçeği 1/20.000 ile 1/200.000 arasında olan haritalardır. Ulaşım haritaları ile topoğrafik, jeolojik, morfolojik haritalar bu türdendir. 2. Orta Ölçekli Haritalar Ölçeği 1/200.000 ile 1/500.000 arasında olan haritalardır. 3. Küçük Ölçekli Haritalar Ölçeği 1/500.000 den daha küçük olan haritalardır. Bu haritalar Dünya nın, kıtaların, ülkelerin tamamını veya bir bölümünü gösterir. 12
BÜYÜK ÖLÇEKLİ HARİTA KÜÇÜK ÖLÇEKLİ HARİTA Ayrıntıyı gösterme gücü fazladır Ayrıntıyı gösterme gücü azdır Hata oranı azdır Hata oranı fazladır Gerçekte dar alanlar gösterilir Gerçekte geniş alanlar gösterilir Ölçeğin paydası küçüktür Ölçeğin paydası büyüktür İzohipsler arasındaki yükselti İzohipsler arasındaki yükselti farkı azdır farkı fazladır Kağıt üzerinde kapladığı alan fazladır Kağıt üzerinde kapladığı alan azdır Örnek: a)1: 275 000 b)1: 20 000 c)1: 4 750 000 d)1: 1 500 000 e)1: 5 000 Yukarıda verilen ölçekleri küçükten büyük olana doğru sıralayın. 13
5. KULLANIM AMAÇLARINA GÖRE HARİTALAR A) Genel Haritalar Toplumun büyük kesimi tarafından kullanılan haritalardır. - Fiziki haritalar : Yeryüzünün fiziki yapısını gösteren haritalardır. - Siyasi (idari) haritalar: Ülke ve il sınırlarını gösteren haritalardır. B) Özel Haritalar Belirli bir konu için konunun uzmanları tarafından hazırlanmış haritalardır. - Ulaşım haritaları - İklim haritaları - Bitki örtüsü haritaları - Toprak haritaları - Nüfus haritaları - Deprem haritaları - Maden haritaları - Askeri haritalar gibi. 6. PROJEKSİYON TİPLERİ Dünyanın küresel şekilde olması düzlem üzerine hatasız bir şekilde aktarılmasını güçleştirir. Bundan dolayı farklı projeksiyon tiplerine ihtiyaç duyulur. Başlıca projeksiyon tipleri: - Silindirik projeksiyon - Konik projeksiyon - Düzlem projeksiyon 14
SİLİNDİRİK PROJEKSİYON Bir kürenin çevresine silindir şeklinde bir kağıt sarılmasıyla oluşturulur. Ekvator çevresinde bozulma az iken, kutuplara gidildikçe bozulmalar artar. Silindirik projeksiyonla çizilen haritalarda kutuplara yakın bölgeler olduğundan daha büyük görünür. Bu yöntemde yer şekillerinin biçimi bozulmazken alanları bozulur. KONİK PROJEKSİYON Bir kürenin çevresine koni şeklinde bir kağıdın orta enlemlere değecek şekilde sarılmasıyla oluşturulur. Bu projeksiyon orta enlemler ve çevresindeki bölgelerin gösterilmesinde daha doğru sonuçlar verir. Bu yöntemle çizilen haritalarda şekillerde bozulmalar meydana gelirken alanlar korunur. 15
DÜZLEM PROJEKSİYON Bir düzlemin kutup noktasına teğet olarak geçirilmesiyle oluşturulan bu çizimde kenar uzunlukları korunur. Bu yöntem daha çok dar alanların ve büyük ölçekli haritaların çiziminde kullanılır. Bu projeksiyon yönteminde kutup noktaları merkez alındığı için bozulma en az kutuplarda olur. Açılar korunurken, şekil ve alanlarda bozulmalar meydana gelir. 7. HARİTA ÇİZİM YÖNTEMLERİ 1- PLASTİK KABARTMA YÖNTEMİ Yer şekillerinin kabartılarak gösterildiği bir yöntemdir. Ancak her yere kolayca taşınamaması, yapımının maliyetli olması gibi nedenlerden dolayı kullanışlı değildir. 2- RENKLENDİRME YÖNTEMİ Yükselti ve derinliklerin farklı renklerle gösterildiği haritalardır. 16
3- TARAMA YÖNTEMİ Eğimin fazla olduğu yerlerde çizgiler sık, kalın ve kısadır. Eğimin az olduğu yerlerde ise çizgiler seyrek, ince ve uzundur. Düz alanlar ise taranmaz. 4- GÖLGELENDİRME YÖNTEMİ Haritanın bir köşesinden 45 açıyla ışık geldiği varsayılması esasına dayanır. Haritada ışık alan yerler açık, gölgede kalan yerler ise koyu renkle gösterilir. Eğim ve yükselti tam olarak belirtilemez. 5- İZOHİPS (EŞ YÜKSELTİ EĞRİLERİ) YÖNTEMİ Deniz seviyesine göre aynı yükseltide bulunan noktaların birleştirilmesiyle elde edilen kapalı eğrilere izohips, bu yöntemle yer şekillerinin gösterilmesine de izohips yöntemi denir. 17
İzohipslerin Özellikleri: 1. İzohipsler iç içe geçmiş kapalı eğrilerdir. 2. Aynı izohips eğrisi üzerinde bulunan bütün noktaların yükseltisi eşittir. 3. En dıştaki eğri en alçak yeri, en içteki eğri en yüksek yeri gösterir. 4. Kıyı çizgisinden 0 metre eğrisi geçmektedir. 5. Bir haritada bulunan izohipsler arasındaki fark her yerde eşittir. 6. İzohipsler birbirini kesmezler. İzohipsleri kesen çizgiler akarsuları gösterir. 7. Akarsuyun her iki tarafındaki izohipslerin yükseltisi eşittir. 8. İzohipslerin sıklaştığı yerde eğim fazla, seyrek olduğu yerlerde eğim azdır. 9. Büyük ölçekli haritalarda izohips aralığı az (10 20 m. gibi), küçük ölçekli haritalarda ise fazladır (500 1000 m. gibi). 10. İzohipslerin nokta halini aldığı yerler dağ doruklarıdır. 11. Çukur alanlar çukurluk istikametinde ok işareti konarak gösterilir. 12. Akarsu vadileri «Λ» şeklinde görünür. Mevsimlik akarsular kesik çizgilerle, daimi akarsular sürekli çizgi ile akış yönü belirtilerek çizilir. 13. Sırtlar «V» şeklinde görünür. 18
19
20