PEYZAJ PLANLAMADA COĞRAFİ BİLGİ SİSTEMİ ARACI OLARAK KONUMSAL KARAR DESTEKLEME SİSTEMİNİN UYGULANMASI Application of Spatial Decision Support System as a Tool of GIS in Landscape Planning ÖZET Birsen KESGİN 1, Ebru ERSOY¹ Peyzaj Planlama; kaynakların yeterli ve etkin kullanımı sağlanarak farklı alternatifler arasında en uygun olana karar verilmesi ve bu alternatiflerin uygulanması konusunu kapsamaktadır. Bu çalışmada böylesi bir planlamanın Konumsal Karar Destekleme Sistemleri olarak adlandırılan ve bilgisayar ortamında ulaşılabilecek araçlardan yararlanılarak ne şekilde gerçekleştirilebileceği ortaya konmuştur. Alan kullanım uygunluk haritaları, bu kararların alınmasında başvurulabilecek çok elverişli araçlardır. Bunu sağlamak için uygulanan yöntemlerden biri de Multi Kriter Analizidir. Bu yöntem; alan kullanım planlamasında başvurulan en uygun tekniklerin başında gelmektedir ve bu yöntemle seçilen kriterler doğrultusunda alternatifler oranlanıp karşılaştırılmak suretiyle bilgilerin entegrasyonu sağlanmaktadır. Günümüzde CBS, konumsal verilerin analizinde ve manipülasyonunda yeterli olsa da, birçok faktörün bir arada bulunması durumunda en uygun alanların saptanmasında yeterli verim elde edilememektedir. Bu nedenle uygun alanların belirlenmesi için, gerekli modellemelerin ve analizin yapılabileceği sistemler gereklidir. Bu çalışmada Karar Destekleme Sisteminde, coğrafi bilgi sistemleri, uzaktan algılama teknolojileri ve multi kriter analizi kullanılarak, günümüzde çok önemli bir yere sahip olan peyzaj planlama kapsamında farklı uygunluk haritalarının çıkarılması ile mevcut durumun karşılaştırılması ve geleceğe yönelik planlama kararlarının alınması hedeflenmektedir. Anahtar Kelimeler: Konumsal Karar Destekleme Sistemi, Peyzaj Planlama, Multi Kriter Analizi, Coğrafi Bilgi Sistemi, Uzaktan Algılama Teknolojileri ABSTRACT Landscape Planning consists of making choices among the options that appear open for future, and then securing their implementation, which depend on the allocation of the necessary resources. In this study a Spatial Decision Support System has an edge over the current computer land use application in that it incorporates a greater level of analytical and modeling tools to assist the process of land use planning. A set of land-use suitability maps would be very useful in this respect. Ideally, these maps should incorporate complex criteria integrating several stakeholders points of view. Multi Criteria Decision Analysis methods are well suited for land planning purposes. They can handle simultaneously qualitative and quantitative criteria. Criteria scores can be left in their own units, which is important when they are related to diverse domains. There are limited means for applying GIS in generating planning scenarios, in allocating land use and in evaluating development proposal. A modern GIS, although capable of manipulating spatial data to facilitate the analysis, lacks the ability to locate an optimal site when compactness and other factors are simultaneously considered. The resulting suitability scores are then used to prepare suitability maps for each land use types. This presentation aim to discuss the system of site selection for landscape planning process, and to explain its working and functions. Keywords: Spatial Decision Support System, Landscape Planning, Multi-Criteria Analysis, Geographic Information System, Remote Sensing Technology 1. GİRİŞ Peyzaj planlama çalışmalarında, kaynakları kullanan insanlar ile kaynaklar arasındaki dengeyi ve düzeni belirleyerek, bu çerçevede planlama için gerekli konumsal olan ve olmayan verilerin Coğrafi Bilgi Sistemi ne veri tabanı olarak girilmesi suretiyle sorgulanması ve güncelleştirilmesi ile en doğru ve en hızlı karar verme yeteneğinin sağlanması mümkündür. Peyzaj planlamada amaç çevre kaynaklarından optimum düzeyde yararlanılması (sürdürülebilir kalkınma) ve insan yaşam kalitesinin arttırılmasıdır. Bu çalışmanın amacı peyzaj planlama sürecinde düşünülen aktivitelere uygun alanların (rekreasyonel alanlar, endüstriyel alanlar, yerleşim alanları vb.) seçimi için kullanılacak sistemlerden biri olan karar destekleme sistemini açıklamak, fonksiyonlarını ve nasıl uygulandığını göstermektir. Karar destekleme sistemi, peyzaj planlamada düşünülen aktiviteler ile alan uygunluğunun belirlenmesi için gerekli birçok kriterin bir arada değerlendirmesine olanak sağlayan multi 1 Ege Üniversitesi Peyzaj Mimarlığı Bölümü, İzmir, kesginbirsen@hotmail.com 1
kriter değerlendirmenin yapıldığı bir sistemdir. Böylece farklı alternatifler arasında en uygun olana karar verilip, bu alternatiflerin uygulanmasıyla kaynakların yeterli ve etkin kullanımının sağlanması hedeflenmektedir. Gelişen teknoloji ile beraber peyzaj planlamada coğrafi bilgi sistemi aracı olarak konumsal karar destekleme sisteminin çalışma prensipleri açıklanarak bu uygulamanın alan kullanım kararlarının alınmasındaki etkinliği araştırmamızın temelini oluşturmaktadır. 2. PEYZAJ PLANLAMADA COĞRAFİ BİLGİ SİSTEMİ VE KARAR DESTEKLEME SİSTEMİ Peyzaj planlama, planlama alanında istenen ve mevcut aktivitelerin peyzaj ekolojik araştırma sonuçlarına göre karşılıklı uygunlukları ve karşılıklı olumsuz etkilerinin saptanması, olumsuz etkilerin yok edilmesi ya da azaltılmasına ilişkin seçenek ve önlemlerin araştırılarak, koruma ve geliştirme hedeflerinin belirlenmesidir. Bunun yanı sıra peyzaj planlama kararları planlama alanında doğa ve peyzaj üzerine etkiler oluşturabilecek idari prosedürler ve planlama ile birlikte, doğa koruma ve peyzaj yönetimi hedeflerinin uygulanmasına hizmet etmektedir. Peyzaj Planlamanın İçeriği; 1. Doğa ve peyzaj etkilerinin mevcut ve beklenen durumu, mevcut ve tahmini alan kullanımları, 2. Doğa koruma ve peyzaj yönetiminin ayrıntılı hedefleri ve kılavuzu (çevresel kalite amaçları), 3. Alan kullanım örtüşmelerinin değerlendirilmesi, 4. Olumsuz etkilerin nedenleri ve ölçümleri (koruma, minimize etme ya da iyileştirme) ile doğa ve peyzajın korunması, bakımı ve geliştirilmesi. Planlama alanından toplanan ekolojik verilerin karmaşık yapıda ve çok sayıda olması, planlama çalışmalarında değerlendirmenin el ile (manuel) yapılabilme olasılığını azaltmıştır. Bu nedenle peyzaj planlama çalışmalarında, coğrafi bilgi sistemi 1960 lı yıllarda kullanılmaya başlanmıştır. Sistem ile gerçekleştirilen ilk çalışmalar, Bilgisayar İle Haritalama Teknikleri üzerinde yoğunlaşmıştır. Bilgi teknolojisi; peyzaj planlama sürecinde envanter toplanması ve haritaların kullanımı, dağılımı ve sağlanması, analizi ve modellemesi konusunda çok geniş olanaklar sunmaktadır. Fakat planlama senaryoları oluşturulurken uygulanması sınırlıdır. Günümüzde CBS, konumsal verilerin analizinde ve manipülasyonunda yeterli olsa da, diğer faktörler bir arada düşünüldüğünde ve bu faktörlerin karmaşık bir yapıda olduğu durumlarda, optimal alanların saptanmasında yeterli verim elde edilememektedir. Bu nedenle düşünülen aktivitelere uygun alanların belirlenmesi için, gerekli modellemelerin ve analizin yapılabileceği sistemler gereklidir. Karar destekleme sistemi farklı veri setlerini değerlendirmeye, farklı uygunluk kriterlerini bünyesinde barındırmaya, farklı kriter ağırlığı ve oran değerleriyle çalışma ve farklı alan kullanım şekillerini birleştirmeye olanak sağlaması nedeniyle çok etkili bir sistemdir. Karar Destekleme Sisteminde; Coğrafi Bilgi Sistemleri, Uzaktan algılama teknolojileri ve Multi Kriter Analizi kullanılarak farklı uygunluk haritaları çıkarılır. Bu haritalar uygunluk haritaları olarak adlandırılır ve karar veren kişiler planlama esnasında bu haritalardan yararlanabilirler. 3. KONUMSAL KARAR DESTEKLEME SİSTEMİ Karar, farklı alternatifler arasında en uygun olanın seçilmesidir. Bu seçimi desteklemek için bilgisayarda bir araç olarak karar destekleme sistemleri mevcuttur. Bu sistem, bilginin entegrasyonunu sağlamakta ve seçilmiş olan kriterler doğrultusunda belirlenen alternatiflerin oranlanmasına altyapı oluşturmaktadır. Alan kullanım dağılımına ilişkin seçimleri kolaylaştırmak için alana ait bilgilerin oranlanmasını sağlayan Konumsal Karar Destekleme Sistemi, coğrafi bilgi sistemleri ve uzaktan algılama ile kombine edilerek multi kriter değerlendirme yoluyla peyzaj planlama çalışmalarında en uygun alan kullanım tipinin haritalarla ortaya konmasında kullanılmaktadır. Karar destekleme sürecinde daha doğru, güvenilir ve daha belirgin bir sonuca ulaşabilmek için multi kriter karar verme tekniklerinden faydalanılmıştır. Multi kriter karar problemlerini çözebilmek ve uygulayabilmek için farklı yöntemler uygulanmaktadır. Karar verecek olan uzmanlara çoklu kriterlerle alansal problemlerin çözümünde yardımcı olacak birçok analitik teknik geliştirilmiştir. Coğrafi bilgi sistemi içinde yer alan bu araç ise konumsal karar destekleme sistemidir. Fakat CBS yazılımları, karar verilebilmesi için envanter toplanması ve oluşturulmasında 2
kullanılmaktadır. Ayrıca karar verenler için teknoloji karmaşık, ulaşılmaz ve yabancı gelmektedir. Bu nedenle Konumsal Karar Destekleme Sisteminin Coğrafi Bilgi Sistemleri içindeki uygulanabilirliği kısıtlıdır. (cf. Openshaw, 1991; Worral, 1991). Buna bağlı olarak da, IDRISI ortamına karar destekleme modülünde multi objektif alan değerlendirmesi ve multikriter değerlendirme dâhil edilmiştir. (Eastman et al., 1993; Eastman, 1997). 4. MULTİ KRİTER DEĞERLENDİRME TEKNİĞİ 1970 li yılların başında geleneksel neoklasik çevre ekonomisi eleştirilerinden dolayı Multi Kriter Değerlendirme tekniği ortaya çıkmıştır. Multi Kriter Değerlendirme ( ve diğer çok yönlü kararlar ve değerlendirme modelleri) seçenekler ve farklı çevresel ve sosyo-ekonomik etkileri barındıran alternatifler arasındaki karmaşıklığın analiz edilmesinde önemli bir araçtır. CBS ile Multi Kriter Değerlendirme tekniklerinin birleştirilmesi, çoklu ve karmaşık yapıya sahip kriter ve nesnelerin çeşitli alternatiflerinin değerlendirilmesinde kullanıcıya kolaylık sağlamaktadır. Kriterlerin bir araya getirilmesi bir karar ilkesidir, ilkeler ise belirgin objektifler çerçevesinde yapılandırılır. CBS de karar ilkelerinin uygulamasından elde edilen sonuç Boolean haritaları veya indeks haritaları dır. Kararın değerlendirilmesi Pairwase karşılaştırması Uygunluk değerlendirmesi değerlendirmesi Karar Matriksi Faktörler Alan Kullanımı Uygunluk Haritası MCA Sj= Σ WiXi π Ck Limitler Multi Kriter Değerlendirme; alan kullanım planlamasında başvurulan en uygun tekniklerin başında gelmektedir. Bu sistem, seçilen kriterler (faktörler ve limitler) doğrultusunda alternatiflerin oranlanıp karşılaştırılması suretiyle bilgilerin entegrasyonunu sağlamaktadır. Bu ise, mekâna ve özniteliğe ilişkin pek çok kriterin aynı anda analize gireceği çok sayıda değişkenin koordineli bir şekilde ortak yönetilmesi anlamına gelmektedir. Şekil 1: Multi Kriter Analiz Aşamaları Figure 1: Processes of Multi Criteria Analysis Değerlendirme Aşamaları; Gerekli katmanların belirlenmesi, Uygun ve uygun olmayan alanları belirtecek şekilde sınıflandırma yapılması, Harita katmanlarında ağırlık analizi uygulanmasından oluşmaktadır. 4.1. Limit ve Faktörlerin Belirlenmesi Limitler ve Faktörler; spesifik alternatiflerin uygunluğunu azaltan veya arttıran kriterlerdir. Bu kriterler hedeflenen aktivitelere bağlı olarak belirlenmektedir. Limitler, düşünülen alternatiflerin sınırlarını göstermektedir ve uygun olan ya da olmayan alanlar olarak kesin sonuçları belirtmektedir. Limitler, Boolean haritası olarak ifade edilir ve uygun alanlar için 0, uygun olmayan alanlar için 1 değerini almaktadır. Limitler hedeflenen aktiviteye bağlı olarak değişim göstermekle beraber, yerleşim alanlarının sınırları, doğa koruma alanları, çok dik eğime sahip alanlar vb. olabilmektedir. Faktörler ise planlama kararlarının değerine göre uygunluğu etkileyen kriterlerdir. Her bir kritere önem derecesine göre farklı değerler verilerek farklı faktörler ortaya konulmaktadır. 3
Yerleşim Doğa Koruma Alanı Toplam Alan Şekil 2: Boolean Haritaları; 0 Endüstriyel Yapılanmalar İçin Uygun Alanlar, 1 Endüstriyel Yapılanmalar Uygun Olmayan Alanları Göstermektedir. (Kesgin B., 2005) Figure 2: Boolean Maps; 0 Suitable Areas for Industrial Development, 1Unsuitable Areas for Industrial Development (Kesgin B., 2005) Fuzzy Yaklaşımı, faktörlerin standartlaştırılmasını sağlayan fonksiyonlardır. Kriterler en uygun alan (değer 0)-uygun olmayan alan (değer 1) olarak devam eden değerler alır. Harita üzerindeki en parlak alanlar genellikle istenilen aktivite için en uygun alanları göstermektedir. Faktörlerin standartlaştırılmasında Sigmoidal, J-Shaped, Linear, User-defined olmak üzere 4 tip Fuzzy fonksiyonu uygulanmaktadır. Bu fonksiyonlar alternatiflerin matematiksel olarak karşılaştırılmasını sağlamak için kullanılmaktadır. Bu değerler verilerek oluşturulan fonksiyonlar sonucunda ortaya çıkan haritalar faktörlerin istenilen aktiviteye uygunluğunu mesafe bazında gösteren haritalarıdır (distance maps). Şekil 3: Yol Uzaklık Haritası ve Fuzzy Fonksiyon Haritası Figure 3: Distance Map From Road and Fuzzy Function Map Şekil 4: Kuru Dere Yatakları Uzaklık Haritası ve Fuzzy Fonksiyon Haritası Figure 4: Distance Map From Dry Streams and Fuzzy Function Map 4
Şekil 5: Eğim Uzaklık Haritası ve Fuzzy Fonksiyon Haritası Figure 5: Distance Map From Slope and Fuzzy Function Map 4.2. Faktörlerin Ağırlık Değerlerinin Verilmesi Konumsal Karar Destekleme Sisteminde her bir kriter bir harita katmanını gösterir. Uygunluk haritalarının çıkarılması için farklı katmaların kombinasyonu alınır. (Jankowski, 1995).Faktör ve Limitler IDRISI ortamında farklı birleştirme teknikleri (karar ilkeleri) ile Multi Kriter Değerlendirme Modülü ile kombine edilir. Sj= Σ WiXi π Ck S= Faktörlerin uygunluğunu gösteren pixel değeri W= Faktörlerin ağırlık değerleri C= Limit değerleri Faktörler ve sınırlamalar belirlendikten sonra uygunluğu saptamak için gerekli faktörler ve bu faktörlerin alan kullanımına göre ağırlık değerleri verilir. Her bir faktör için bir oran belirlenir. Ağırlık modülü ağırlıkları toplar ve her bir alan ünitesi için oranlama yapar. Ağırlıkların geliştirilmesi için birçok teknik mevcuttur, bunlardan en önemlilerinden biri olan Saaty (1977) tarafından geliştirilen pairwase karşılaştırmasıdır. 4.2.1. Pairwase Karşılaştırma Modeli Bu yöntemle karar veren kişi, kriterleri ikili olarak önem durumuna göre karşılaştırmaktadır. Çıkan sonuca göre kriterler arasındaki öncelik aşağıdaki alternatiflere göre hesaplanır. C T L C 1 ½ ¼ T 2 1 ½ L 4 2 1 Sütun 7 3.5 1.75 Herbir değer sütundaki toplam değere bölünür. C T L C 1/7 1/7 1/7 T 2/7 2/7 2/7 L 4/7 4/7 4/7 Kriterlerin satırlardaki öncelik değerleri toplanarak ortalama değerleri alınır. (Bu değerler IDRISI ağırlık modülünde aktarılarak faktörlerin ağırlık değerlerini ifadesi olan eigenvector otomatik olarak hesaplanır.) C nin önceliği = (1/7+ 1/7+1/7)/3= 1/7= 0.14 T nin önceliği =(2/7+2/7+2/7)/3= 2/7= 0.29 Eigenvektör L nin önceliği = (4/7+ 4/7+4/7)/3= 4/7= 0.57 5
Bu örnekteki oranlarda gördüğümüz gibi C=1/2 T arasında tutarlı olduğunu göstermektedir.. C=1/4 L T=1/2 L dır. Bu da bize matrixin kendi Faktörler ve limitlerin IDRISI ortamında Multi Kriter değerlendirilme modülünde önem derecelerine göre ağırlıkları verilerek elde edilen endüstriyel yapılanmalar için uygunluk haritası (Şekil 6). 5. SONUÇ Konumsal Karar Destekleme Sistemi, alan kullanım uygulamalarında diğer yöntemlere oranla üstünlük sağlamaktadır. Bu sistem, alan kullanım kararlarının verilmesine yardımcı olan analitik ve modelleme araçlarını bünyesinde barındırması nedeniyle peyzaj planlama açısından büyük önem taşımaktadır. Ayrıca Konumsal Karar Destekleme Sistemi, belirlenen aktiviteler doğrultusunda alan kullanımının tespitinde ortaya çıkan problemlerde, farklı çözümler getirilerek, karmaşıklığın ve çelişkilerin çözülmesine ilişkin yapılandırılmış ve belgelendirilmiş bilgileri içerir. Ülkemizde planlama kararları alınırken, kararlar üzerinde etkili olabilecek bir çok faktör göz ardı edilmektedir. Ayrıca planlama sürecinde gerekli olan verilere ulaşılamaması ve çok sayıda kriterin birarada değerlendirilmesine ihtiyaç duyulması yanlış alan kullanım kararlarının alınmasına neden olmaktadır. Bunun sonucunda da yanlış planlama kararları alınarak, doğal, kültürel ve ekonomik kaynaklar geri dönüşümü olmaksızın tüketilmektedir. Oysa Peyzaj planlamada amaç, çevre kaynaklarından optimum düzeyde yararlanılması (sürdürülebilir kalkınma) ve insan yaşam kalitesinin arttırılmasıdır. planlama kararlarının alınmasında izlenecek yol ve kullanılacak yöntemler planın uygulanabilirliği ve doğruluğu açısından çok önemlidir. Bu bağlamda, peyzaj planlama çalışmalarında Karar Destekleme Sistemi alan uygunluğunun saptanmasında, alan uygunluk haritalarının çıkarılmasında ve uygulamaya aktarılmasında verimli sonuçların elde edilebileceği bir sistemdir. KAYNAKLAR Carver, S.J., 1991. Integrating Multi-Criteria Evaluation with Geographical Information Systems. Int. J. Geographical Information Systems, 5: 321 339. Eastman, J.R., 1999, Multi-Criteria Evaluation and GIS, Longley, Goodchild, Maguire and Rhind, Eds. Geographical Information systems: Principles and Technical Issues, Vol. 1, pp 493-502 Eastman, J.R., W. Jin, P.A.K. Kyem, and J.Toledano, Raster Procedures for Multicriteria/Multi-objective Decisions, Photogram.Eng. Remote Sens., 61(5, 539-547, 1995) Feoli E.,Multi-Criteria Analysis, Department of Biology, University of Trieste, 34100, Italy Fisher, P.F.,1994. Probable and Fuzzy Models of the Viewshed Operation Innovations in GIS 1, pp. 161 175 Fischer, G., M. Markowski, and J. Antione,Multiple Criteria Land Use Analysis. WorkingPaper WP-96-006, International Institute for Applied Systems Analysis, Laxenburg, Austria, 1996. Fisher, P.F. 1999. GY 705 Geographical Decision Making. University of Leicester, Lecture notes and practical tutorials 6 Tablo 1: IDRISI Ortamında Multi Kriter Değerlendirme Modülü. Table 1: Multi Criteria Evaluation Module in IDRISI Şekil 6: Endüstriyel Yapılanma İçin Alan Uygunluk Haritası (Kesgin B., 2005). Figure 6: Map of Land Use Suitability for Industrial Development(Kesgin B., 2005).
Jones, C. 1997. Geographical Information Systems and Computer Cartography, pp. 215 230 Malczewski, J. 1999. GIS and Multicriteria Decision Analysis. Malczewski, J. 1998. Spatial Multi-Criteria Decision Analysis in Thill, J-C (Ed. Spatial Multi-Criteria Decision- Making and Analysis: A Geographic InformationSciences Approach. Brookfield, Ashgate: pp 11 48. Moloney, T., Lea A.C. and Kowalchek, C. 1993. Manufacturing and Packaged Goods in Profiting from a Geographical Information System, GIS World Books Inc, Fort Collins. Nurlu E., 2002. Peyzaj Planlama Ders Notları. Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi Peyzaj Mimarlığı Bölümü, Bornova-İzmir Peterson, K. 1998. Development of Spatial Decision Support Systems for Residential Real Estate. Journal of Housing Research 9, 1 : Fannie Mae Foundation. Saaty, T. L,1980. The Analytic Hierarchy Process. NY, McGraw Hill. Scholten, H. J., and Stillwell, J. C. H., editors, 1990. Geographical Information Systems for Urban and Regional Planning. Dordrecht: Kluwer Academic Publishers. http://www.husdal.com/mscgis/gdm.htm 7