Ünite 5: Coğrafi Bilgi Sistemi Tabanlı Afet Yönetimi Uygulamaları

Coğrafi Bilgi Sistemi Tabanlı Tehlike/Risk Haritalarının Hazırlanması, Sorgulanması, Raporlanması ve Analizlerin Gerçekleştirilmesi

Coğrafi Bilgi Sistemi tabanlı Afet Yönetimi süreçlerinin etkin, doğru ve hızlı bir şekilde yönetilebilmesi ise; Standartlara dayalı ulusal mekânsal bir veri altyapısının kurulması ile mümkündür (Şekil 5.1).

Mekânsal Veri Altyapısı, coğrafi verilerin toplanması, depolanması, işlenmesi, dağıtımı, kullanımı ve güncellenmesi amacıyla gerekli olan bilgi teknolojileri, coğrafi bilgi altyapısı politikaları, coğrafi bilgi standartları, insan kaynakları ve bunlara ilişkin etkinliklerin bütünü olarak ifade edebiliriz.

Coğrafi Bilgi Sistemi ise, mekândaki konumu belirlenmiş (x,y,z) verilerin (parsel, bina, yol, dere, direk, fay, yükseklik gibi) üretimi, depolanması, görüntülenmesi, sorgulanması, analiz edilmesi ve yayınlanması gibi işlemleri kapsayan yazılım, donanım ve yöntemler sistemi olarak tanımlayabiliriz.

Coğrafi veri yapısı temel olarak Mekânsal ve Tanımlayıcı Bilgiler olmak üzere iki gruba ayrılır (Şekil 5.2). Mekânsal veriler, özelliklerin yerini, şeklini ve diğer mekânsal veriler ile ilişkilerini belirler. Tanımlayıcı bilgiler ise özelliklere ait bilgilerin veri tabanında tutulmasıdır. Özellik tipleri temel olarak Nokta, Çizgi ve Çokgen olmak üzere üç gruba ayrılır. Bunlardan noktasal olanlar bir tek xy koordinat çifti ile temsil edilen verilerdir. (tepe noktaları, elektrik direkleri, kuyu gibi). Çizgisel özellikler bir başlangıç ve bir bitiş noktası olan xy koordinat çiftlerinden oluşur. (Örnek: yol ve nehir, fay hattı gibi). Çokgen özelliklere ise kapalı alanların gösteriminde ihtiyaç duyulur. Başlangıç ve bitiş noktası aynı olan xy koordinat çiftlerinden oluşur. (Örnek yerleşim sınırları, göller, deprem bölgeleri, jeolojik formasyon alanları gibi)

Coğrafi Bilgi Sistemi Tabanlı Tehlike/Risk Haritalarının Hazırlanması

Afet Yönetimine yönelik Coğrafi Bilgi Sitemi Tabanlı uygulamalar ArcGIS Desktop Coğrafi Bilgi Sistemi yazılımı kullanılarak gerçekleştirilecektir. ArcGIS for Desktop yazılımı; veri üretimi, veri dönüşüm işlemleri, projeksiyon tanımlama ve projeksiyon dönüşüm işlemleri, veri görüntüleme ve etiketlendirme, sorgulama, raporlama, ölçekli/ölçeksiz harita oluşturma ve coğrafi analiz işlemlerini gerçekleştirebileceğiniz fonksiyonları sunan ve birçok ülkede yaygın kullanıma sahip bir masaüstü ticari coğrafi bilgi sistemi yazılımıdır (Şekil 5.3).

Başlat (Start) > Tüm Programlar (All Programs) > ArcGIS altından ulaşabildiğiniz ArcMap arayüzü; grafik ve grafik olmayan verilerin üretilmesi, güncellenmesi fonksiyonları, veri görüntüleme, etiketlendirme, sorgulama fonksiyonları, raporlama ve harita üretim araçları, coğrafi analizler, ArcToolbox’a erişim ve Model Builder işlemlerini gerçekleştirebileceğiniz birçok fonksiyonu içerir (Şekil 5.4).

Başlat (Start) > Tüm Programlar (All Programs) > ArcGIS > ArcMap arayüzünü açınız (Şekil 5.5).

ArcMap Main Menu’de yer alan File > Open fonksiyonunu seçiniz. Aktif hale gelen Pencereden C:\Afet_Yonetiminde_CBS_Veri_Seti dizini altında yer alan Uygulama01. mxd dosyasını seçiniz ve Aç butonuna basarak işlemi sonlandırınız (Şekil 5.6).

ArcMap DataView’da görüntülenen verileri Tools Bar’da yer alan Zoom In ve Pan Fonksiyonlarını kullanarak inceleyiniz (Şekil 5.7).

ArcMap Penceresi üzerinde yer alan Depremler M > 5 katmanı üzerinde mosue’un sağ tuşuna basınız. Aktif hale gelen öznitelik tablosundaki bilgileri inceleyiniz. Aynı işlemi diğer katmanlar için de gerçekleştiriniz (Şekil 5.8).

• Ctrl tuşuna basarak Table Of Contents Penceresinde yeralan tüm katmanların Data View’da görüntülenip görüntülenmemesini mouse ile kutuda yer alan çeki işaretleyerek gerçekleştirebilirsiniz. Bu işlem ile tüm katmanların Data View’da görüntülenmesini kapatmış oldunuz.
• Table of Contents penceresinde yer alan katmanları Data View’da ayrı ayrı görüntüleyiniz.
• S/B Kabartı Raster katmanının çekini atarak Data View’da görüntüleyiniz (Şekil 5.9).
• Deprem_Bölgeleri katmanının çekini atarak Data View’da görüntüleyiniz. Table Of Contents Penceresinde yer alan Deprem Bölgeleri katmanı üzerinde mouse’un sağ tuşuna basarak Layer Properties fonksiyonunu aktif hale getiriniz. Aktif hale gelen Layer Properties Penceresinde Display fonksiyonunu seçiniz ve Transparent değerini %30 olarak set ediniz ve Tamam butonuna basarak işlemi sonlandırınız (Şekil 5.10).
• Tool Bar’da yer alan Identify fonksiyonunu mouse ile seçiniz. Data View’da görüntülenen Deprem Bölgeleri üzerinde herhangi bir bölgeyi işaretleyerek tehlike değerini (Bölge No) inceleyiniz (Şekil 5.11).
• Table Of Contents Penceresinde Yer Alan Depremler M > 5 Katmanının çekini atarak Data View’da Görüntüleyiniz. Turkiye İl Merkezleri katmanını Data View’da görüntüleyiniz. Layer Properties Penceresinde Labels fonksiyonunu seçiniz. Label Field’ı ADI Olarak set ediniz. İl Merkezlerinin Adı için Text Sembol, Size ve renk ayarlarını yaparak Tamam butonuna basınız. Table of Contents penceresinde yer alan Yükseklik katmanını görüntüleyiniz. Deprem Bölgeleri katmanını kapatınız.
• Table Of Contents Penceresinde yer alan Depremler M > 5 katmanı üzerinde mouse’un sağ tuşuna basarak Layer Properties fonksiyonunu aktif hale getiriniz. Aktif hale gelen Layer Properties Penceresinde Symbology fonksiyonunu seçiniz.
• Show > Quantities altında yer alan Graduated symbols fonksiyonunu seçiniz. Field bölümünde Value: Değerini M (Richter´e göre Deprem büyüklük Değerleri) olarak set ediniz. Template bölümünde yer alan sembolojiyi mouse ile seçiniz. Aktif hale gelen Symbol Selector penceresinde semboloji rengini belirleyiniz. Tamam botununa basarak işlemi sonlandırınız ve Data View’da verileri görüntüleyiniz (Şekil 5.12).
• Tools Bar > Zoom In Fonksiyonu ile Van Gölü bölgesini Data View’da görüntüleyiniz.
• Depremler, Türkiye İl Merkezleri, Türkiye Nehirler, Diri Faylar, Pafta Anahtarı, Türkiye Göller, Deprem Bölgeleri, Yükseklik ve S/B Kabartı katmanlarını Data View’da görüntüleyiniz.
• Pafta Anahtarı katmanının Pafta100 Field’ında yer alan bilgileri, Türkiye İl Merkezleri Katmanında yer alan İl Adlarını, Deprem Bölgeleri Bölge Numarlarını (Layer Properties penceresinde yer alan Label Fonksiyonu kullanarak) etiketleyiniz.
• Data View Penceresinin sol alt köşesinde yer alan Layout butonunu mouse ile işaretleyiniz. Main Menu > File > Page and Print Setup fonksiyonunu seçiniz. Orientation özelliğini Landspace olarak set ediniz.
• Tools Bar’da yer alan Select Element butonunu mouse ile seçiniz. Belirlemiş olduğunuz A4 kağıda haritanızı 1:1.500.000 ölçeğinde yerleştiriniz.
• Main Menu > Insert altında yer alan Nort Arrow fonksiyonu seçerek Harita ortamına bir Kuzey Oku ekleyiniz. Main Menu > Insert altında yer alan Legend fonksiyonunu kullanarak Deprem Büyüklükleri ve Deprem Bölgeleri için Lejant ekleyiniz. Insert altında yer alan Scale Bar fonksiyonu ile harita ölçek çubuğu ekleyiniz
• Main Menu > Insert altında yer alan Title fonksiyonunu seçerek aktif hale gelen pencerede harita başlığını “Van Gölü / Deprem Tehlike Haritası ve Tarihsel Depremler (Mw)” yazınız (Şekil 5.13).
• Main Menu > File altında yer alan Export Map Fonksiyonunu seçerek tasarlamış olduğunuz haritanızı Tiff formatında yeni bir dosya ismi vererek kaydediniz veya Print fonksiyonunu kullanarak hazırlamış olduğunuz haritanızın çıktısını alınız.

Afet/Tehlike Haritalarının Sorgulanması ve Raporlanması

Bu bölümde Sorgulama işlemleri için Uygulama01.mxd içinde yer veri setleri kullanılacaktır. ArcGIS ArcMap arayüzünde yer alan Select By Attributes fonksiyonu ile verilerin öznitelik bilgilerinden mantıksal ifadeler ( =, >,<>, and , or gibi) kullanarak basit sorgulamalar gerçekleştirilecek, ayrıca Select By Location fonksiyonu kullanılarak grafik verilerin birbirleri arasındaki kompleks mekânsal ilişkiler sorgulanacaktır.

• ArcMap Menu Bar ‘da yer alan Selection > Select By Attributes fonksiyonunu seçiniz. Aktif hale gelen Select By Attributes penceresinde Layer: Depremler M > 5 katmanını seçiniz. Depremler katmanının veritabanında yer alan M field’ında Richter´e göre Deprem büyüklük Değerleri yer almaktadır. Select * From Depremler M > 5 Where: bölümüne “M” >= 6 mantıksal ifadesini yazınız ve OK butonun basınız (Şekil 5.14).
• ArcMap penceresinin sol alt köşesinde sorgulama sonrası bu ifadeyi sağlayan 600 nokta içinden seçilen obje sayısının 76 olduğunu göreceksiniz. Seçilen kayıtlara ait diğer öznitelik bilgilerini incelemek için, Depremler katmanı üzerinde mouse sağ tuşuna basarak Open Attribute Table Fonksiyonunu seçiniz. Aktif hale gelen tablodaki değerleri inceleyiniz (Şekil 5.15).
• ArcMap Menu Bar ‘da yer alan Selection > Zoom To Selected Features fonksiyonunu seçerek tüm seçili objeleri Data View’da görüntüleyebilirsiniz (Şekil 5.16).
• ArcMap Menu Bar‘da yer alan Selection > Select By Attributes fonksiyonunu seçiniz. Aktif hale gelen Select By Attributes penceresinde Layer: Diri Faylar katmanını seçiniz. Diri Faylar katmanının veritabanında yer alan FAYADI field’ında Dire Fay Adları yer almaktadır. Select * From Diri Faylar Where: bölümüne “FAYADI” = ‘Kuzey Anadolu Fayı’ mantıksal ifadesini yazınız ve OK butonun basınız (Şekil 5.17).
• Seçilen kayıtlara ait öznitelik bilgilerini incelemek için, Depremler katmanı üzerinde mouse’un sağ tuşuna basarak Open Attribute Table fonksiyonunu seçiniz. Aktif hale gelen tablodaki değerleri inceleyiniz.
• Seçili olan ‘Kuzey Anadolu Fayı’’nın geçtiği illeri bulmak için; ArcMap Menu Bar’da yer alan Selection > Select By Location fonksiyonunu seçiniz.
• Aktif hale gelen Select By Location penceresinde yer alan Target Layer(s): bölümüne İl Sınırları katmanını set ediniz. Source Layer’ı Diri Faylar olarak set ediniz ve Use selected features çekini atınız. Spatial selection method’u “Intersect the source layer feature” olarak set ediniz. OK butonuna basarak işlemi sonlandırınız (Şekil 5.18).
• Seçili olan il sınırlarının seçim sembolojisini değiştirmek için Layer Properties penceresinde Selection fonksiyonunu seçiniz. With This Symbol butonuna basarak aktif hale gelen Symbol Selector penceresinden bir sembol set ediniz. Tamam butonuna basarak işlemi sonlandırınız.
• ‘Kuzey Anadolu Fayı’’nın geçtiği ve seçili durumda olan 18 ili Data View’da inceleyiniz (Şekil 5.19).
• Katmanın üzerinde mouse’un sağ tuşuna basarak Open Attribute Table fonksiyonunu seçiniz. ‘Kuzey Anadolu Fayı’’nın geçtiği 18 ilin nüfus bilgilerini aktif hale gelen Tablo’da inceleyiniz (Şekil 5.20).
• ‘Kuzey Anadolu Fayı’’nın geçtiği 18 ilin 2012 yılı Nüfus toplamını Field’ın üzerinde mouse’un sağ tuşuna basarak, aktif hale gelen Statistics Fonksiyonunu seçerek görebilirsiniz. Sonuç 9.399.975 kişidir (Şekil 5.21).
• ‘Kuzey Anadolu Fayı’’nın geçtiği illerin Nüfus bilgilerinin raporlama işlemini; Menu barda yer alan View > Reports fonksiyonu ile gerçekleştirebilirsiniz. Bunun için Reports altında yer alan Create Report fonksiyonunu seçiniz (Şekil 5.22).
• Aktif hale gelen Report Wizard penceresinde Layer/Table bölümüne İl Sınırları katmanını set ediniz. Raporda yer alacak bilgiler için Available Fields: bölümünden Ad, Nuf_20017, 2008,2009,2010,2011 ve 2012 Field’larını seçerek Report Fileds bölümüne okuna basarak aktarınız. Sort seçeneğine kadar Next butonuna basınız (Şekil 5.23).
• Sıralama işlemini A’dan Z’ye İl adları için gerçekleştirileceği için Fields bölümüne AD field’ını ve Sort özelliğini Ascending olarak set ediniz ve Next butonuna basınız.
• Rapor formatını (Layout) Stepped olarak set ediniz. Rapor sayfa düzenini Portrait olarak set ediniz ve Next butonuna basınız. Daha sonraki pencerede de Next butonuna basınız ve Finish butonu ile işlemi sonlandırınız.
• Bu işlemler sonrasında Report Viewer Penceresi aktif hale gelmiştir. Hazırlamış olduğunuz raporu Save butonuna basarak kaydedebilir veya Print butonuna basarak çıktısını alabilirsiniz (Şekil 5.24)
• ArcMap Menu Bar‘da yer alan Selection > Select By Attributes fonksiyonunu seçiniz. Aktif hale gelen Select By Attributes penceresinde Layer: Depremler M > 5 katmanını seçiniz. Depremler katmanının veritabanında yer alan M field’ında Deprem büyüklük Değerleri yer almaktadır. Select * From Depremler M > 5 Where: bölümüne “M” >= 6.5 ifadesini yazınız ve OK butonun basınız.
• Deprem büyüklük Değerleri 6.5’dan büyük Tarihsel Deprem Merkezlerinin hangi iller de meydana geldiğini bulmak için; ArcMap Menu Bar‘da yer alan Selection > Select By Location fonksiyonunu seçiniz.
• Aktif hale gelen Select By Location penceresinde yer alan Target Layer(s): bölümüne İl Sınırları katmanını set ediniz. Source Layer’ı Depremler M > 5 olarak set ediniz ve Use selected features çekini atınız. Spatial selection method’u Intersect the source layer feature olarak set ediniz. OK butonuna basarak işlemi sonlandırınız.
• Deprem büyüklük Değerleri 6.5’dan büyük Tarihsel Deprem Merkezlerinin hangi illerde gerçekleştiğinin sonucunu Data View’da görüntülenen İl Sınırları katmanını ve öznitelik tablosunu açarak inceleyebilirsiniz. Sonuç 23 İldir (Şekil 5.25).
• 6.5 değerinden büyük tarihsel depremlerin gerçekleştiği 23 ile ait Nüfus bilgileri raporunu hazırlayınız (Şekil 5.26).
• Main Menüde yer alan File > Save fonksiyonunu kullanarak projenizi kaydediniz ve uygulamadan çıkınız.

Coğrafi Bilgi Sistemi Tabanlı Tehlike/Risk Analizleri

Bu uygulamada, C:\Afet_Yonetiminde_CBS_Veri_Seti\ Uygulama_02 dizini altında yer alan Risk_Analiz.mdb (Personal Geodatabase) içerisinde yer alan Bina, Zemin ve Fay Katmanları kullanılarak, “Yapım yılı ara değeri + Kat adedi ara değeri + Yapı türü ara değeri + Faydan uzaklık ara değeri + Zemin dayanım değeri toplamının * 0,5” ile çarpımı ile Binanın Dayanım Değeri hesaplanarak Risk Haritası üretilecektir. Uygulamada her binanın Dayanım Değerleri aşağıdaki tablolarda yer alan bilgilere göre hesaplanacaktır. Bina katmanında yer alan Yapım Yılı, Kat Adedi ve Yapı Türü Bilgileri veri tabanından seçilerek Ara Değer Bilgileri, Yap_Yıl_Ara_Deger, Kata_Ara_Deger ve Yapi_Ara_Deger Field’larına girilmiştir Tablo 4. 2 Ara Değerler (Bina Katmanı İçin) (Tablo 5. 2).

Uygulamada Fay için Aşağıdaki Tabloda yer alan uzaklık değerleri için Buffer analizi gerçekleştirilerek veri tabanına ara değer bilgilerinin girişi yapılacaktır. Zemin Katmanında yer alan Litoloji Bilgilerine göre Zemin Ara Değerleri Dayanım_Degeri Field’ında girilmiştir (Tablo 5.3).

Bina Katmanını Dayanım Değerini hesaplayabilmek için Zemin Dayanım Değerlerinin ve Faydan Uzaklık Ara Değerlerinin de Bina Katmanının veritabanına aktarılması gerekecektir. Bunun için aşağıdaki uygulamalarda Spatial Join Fonksiyonu kullanılacaktır. Bu sayade tüm Ara Değer Bilgileri Bina Katmanının ilgili Field’larına girilmiş olacaktır. Yukarıda verilen Dayanım Değerinin hesaplanabilmesi için Bina Katmanının veritabanına yeni bir (Bina_Dayanım_Degeri) Field açılarak hesaplama Field Calculater Fonksiyonu ile gerçekleştirilecektir.

• Başlat (Start) > Tüm Programlar (All Programs) > ArcGIS > ArcMap arayüzünü açınız (Şekil 5.27).
• ArcMap Main Menu’de yer alan File > Open fonksiyonunu seçiniz. Aktif hale gelen Pencereden C:\Afet_Yonetiminde_CBS_Veri_Seti dizini altında yer alan Uygulama02. mxd dosyasını seçiniz ve Aç butonuna basarak işlemi sonlandırınız (Şekil 5.28).
• ArcMap Data View’da görüntülenen Bina, Zemin ve Fay katmanlarının veritabanı bilgilerini inceleyiniz (Şekil 5.29).
• Standart Toolbar’da ArcToolbox Analiz Tool’unu mouse ile seçiniz ve aktif hale getiriniz.
• Aktif hale gelen ArcToolbox penceresinde Analysis > Proximity altında yer alan Multible Ring Buffer analiz tool’unu mouse ile çift klik yaparak analiz penceresini açınız (Şekil 5.30).
• Aktif hale gelen Multible Ring Buffer penceresinde ki değerleri aşağıdaki şekilde set ediniz ve OK butonuna basarak işlemi sonlandırınız (Şekil 5.31).
• Table Of Contens Penceresinde listelenen Fay_Buffer katmanı üzerinde mouse’un sağ tuşuna basarak Open Attribute Table fonksiyonunu seçiniz. Aktif hale gelen Table penceresinde yeni bir Field eklemek için Table Options altında yer alan Add Field fonksiyonunu seçiniz. Add Field penceresinde Name: Fay_Ara_Deger, Type Short Integer olarak set ediniz ve OK butonuna basarak işlemi tamamlayınız (Şekil 5.32).
• Standart Toolbar’da yer alan Editor Toolbar butonuna basınız. Aktif hale gelen Editor Toolbar’da Editor > Start Editing fonksiyonunu seçiniz. Fay_Ara_Deger Field’ına yukarıdaki tabloda belirtilen değerlerin girişini yapınız. Save Edits ile girişi yapılan değerleri kaydediniz ve Stop Editing fonksiyonunu seçerek işlemi sonlandırınız (Şekil 5.33).
• ArcToolbox Penceresinde yer alan Analysis Tools > Spatial Join analiz tool’u üzerinde mouse ile çift klik yaparak Spatial Join analiz penceresini aktif hale getiriniz. Aktif hale gelen Spatial Join penceresindeki değerleri aşağıdaki şekilde set ediniz ve OK butonuna basarak işlemi sonlandırınız (Şekil 5.34).
• Aynı işlemi Zemin katmanı için de gerçekleştiriniz. Spatial Join analiz sonrası oluşan Output Feature Class: Bina_Fay_Zemin katmanının veritabanını inceleyiniz. Yukarıdaki tablolarda verilen tüm ara değerlerin bu katmanın öznitelik tablosunda yer aldığını göreceksiniz (Şekil 5.35).
• Bina_Fay_Zemin katmanının veritabanında Bina_Dayanım_Degeri Field’ını açınız. Field Type’ı Fload olarak set ediniz. (Şekil 5.36).
• Table Of Contents penceresinde yer alan Bina_Fay_Zemin katmanının üzerinde mouse’un sağ tuşuna basarak Field Calculater fonksiyonunu seçiniz (Şekil 5.37).
• Aktif hale gelen Field Calculater penceresinde aşağıdaki ifadeyi yazınız ve OK butonuna basarak işlemi sonlandırınız. Bina_Day_Deger = ([YAP_YIL_ARA_DEGER] + [KAT_ARA_DEGER] + [YAPI_ARA_DEGER] + [Fay_Ara_Deger] + [DAYANIM_DE]) * 0.5 (Şekil 5.38).
• Hesaplanan Bina Dayanım Değerlerini Bina_Fay_Zemin katmanının öznitelik tablosunda inceleyiniz (Şekil 5.39).

Bina dayanım Değerleri Risk Haritasını oluşturmak için, Bina_Fay_Zemin katmanı üzerinde mouse’un sağ tuşuna basarak Layer properties fonksiyonunu seçiniz. Aktif hale gelen Layer Properties penceresinde Sembology fonksiyonunu seçiniz. Quantities altında yer alan Graduated colors fonksiyonunu seçiniz. Value Field’ı Bina_Day_Deger olarak set ediniz. Color Ramp bölümünden bir semboloji set ediniz. ve Tamam Butonuna basarak işlemi sonlandırınız (Şekil 5.40).

• ArcMap DataView’da görüntülenen Bina Dayanım Değeri Risk haritasını inceleyiniz. Main Menüde yer alan File > Save fonksiyonunu kullanarak projenizi kaydediniz ve uygulamadan çıkınız (Şekil 5.41).