Ünite 3: Planlama Kavramı Çerçevesinde Uzaktan Algılama ve Coğrafi Bilgi Sistemleri

Giriş

Planlama kavramsal olarak, belirlenen hedefe ulaşabilmek için var olan olanaklar ve karşılaşılan sınırlayıcılar çerçevesinde, yapılabilecek eylemler konusunda karar verme ve bu eylemleri hayata geçirme sürecidir. Bir başka deyişle planlama; bilimsel, teknik ve diğer bilgi organizasyonlarının birçok seçenek içerisinde fikir birliğine varma sürecidir.

Planlama Kavramı

Planlama kavramı;

• Geleceğe yönelik bir öngörü içermesi,
• Belirli bir hedefe ulaşmak için yapılması,
• Eylem dizisinin sistematik yapılandırılması gibi üç temel yapıtaşına sahiptir.

Planlamanın Bileşenleri

Planlama hizmet ettiği temel alanlara göre;

• Fiziksel (mekânsal) planlama,
• Sosyal planlama,
• Ekonomik planlama olmak üzere üç bölümde ele alınmaktadır.

Fiziksel (Mekânsal) Planlama

Fiziksel planlama hiyerarşisinde farklı ölçeklere hitap eden makro-mikro planlama hiyerarşisiKent planları kademesinden itibaren ayrışabilir düzeye ulaşmaktadır.

• Ülkesel Planlar
• Bölgesel Planlar
• Su Havası Planları
• Metropoliten Planlar
• Kentsel Alan Planları
• Kırsal Alan Planları
• Mahalle Ünite Planları
• Bina Birim Planları

Ülkemizde Fiziksel (Mekânsal) Planlama Hiyerarşisi

Ülkemizde fiziksel planlama süreci, 1985 yılında yürürlüğe giren 3194 sayılı imar kanunu ile ilgili yönetmeliklerce yürütülmektedir. Planlama yetkilerinin merkezi ve yönetim ve yerel yönetimler arasındaki dağılımı incelendiğinde, 3194 sayılı imar kanunu ile yerel yönetimlerinde planlama çalışmalarında geniş yetkilerinin varlığı gözlenmektedir. 2011 yılında Bayındırlık ve İskan Bakanlığı Çevre ve Şehircilik Bakanlığına dönüştürülmüş.

Çevre ve Orman Bakanlığının çevre ile ilgilibirimleri Çevre ve Şehircilik Bakanlığına aktarılmıştır.

Ülkemizde planlama çalışmaları temel olarak beş eksende yürütülmektedir:

1. Sosyo-ekonomik Planlar
   • Kalkınma Planı
   • Bölge Planları
2. Üst Düzey Fiziki Planlar
   • Metropolitan Alan Planı
   • Çevre Düzeni Planı
3. Yerel Fiziki Planlar
   • Nazım İmar Planı
   • Uygulama İmar Planı
4. Özel Amaçlı Planlar
   • Koruma Amaçlı İmar Planı
   • Turizm Amaçlı İmar Planı
   • Özel Çevre Koruma Bölgesi Alanı
5. Tamamlayıcı Planlar
   • İlave İmar Planı
   • Revizyon İmar Planı
   • Mevzii İmar Planı

Ülke Kalkınma Planları: Ülke ölçeğinde farklı sektörlerde nasıl bir yol izleneceğine karar veren, stratejik kararların oluşumuna katkı sağlayan plan evresidir.

Bölge Planları: Bir ülkenin sosyoekonomik gelişme eğilimlerini, yerleşmelerin potansiyellerini, gelişme hedeflerini, etkinliklerin ve alt yapının dağılımını belirten ve yerel ölçekte sosyal-fiziksel-ekonomik parametrelere bağlı olarak niteliksel analizlerin gerçekleştiği planlardır.

Metropoliten Planlanması: 1960’lı yılların ikinci yarısında gündeme gelen metropoliten planlaması, büyük kentlerin ülke ekonomisi içindeki payı göz önüne alınarak, kentleşmenin sanayileşme ve kalkınmada itici bir güç olarak kullanılması adına üretilmiş planlardır.

Çevre Düzeni Planı (ÇDP): Ülke ve bölge plan kararlarına uygun olarak konut, sanayi, tarım, turizm, ulaşım gibi yerleşme ve arazi kullanım kararlarını belirleyen planlardır.

Nazım ve Uygulama İmar Planları: Düzentasar olarak adlandırılan imar planları ÇDP’lere uygun olarak kentsel ve kırsal alanlarda sosyal ve kültürel gereksinimleri karşılayarak yaşam kalitesini arttırmayı hedeflemektedir.

Özel Amaçlı Planlar: Yürürlükte olan yasal mevzuat çerçevesinde yapılan üst ölçekli planların ve alt ölçekli planların yanı sıra, uzman kadrolarca hazırlanan ve sektörel yasal mevzuat çerçevesinde yapılan ve onaylanan planlardır.

Bilgi Teknolojilerinin Fiziksel Planlama Çalışmaları İle Entegrasyon Süreci

Farklı algılayıcılarla elde edilen uzaktan algılama görüntüler format ve kalite bakımından farklılık gösterirler. Bu farklılıklar dört farklı uydu çözünürlüğü ile ilişkilidir. Bunlar mekânsal, spektral, zamansal ve radyometrik çözünürlüktür.

Mekânsal çözünürlük: Mekânsal çözünürlük görüntüdeki ayırt edilebilir detay seviyesini gösteren çözünürlüktür. Spektral çözünürlük algılayıcının elektromanyetik spektrumda kaydedebildiği spesifik dalga boyu genişliği ve algılama yapılan bant sayısı ile ifade edilir. Bant sayısı artıkça spektral çözünürlükte artmaktadır.

Radyometrik çözünürlük: Algılayıcı sistemin radyometrik çözünürlüğü gelen ısınım enerjisindeki en küçük farklılıkları ayırt edebilme yeteneği olarak tanımlanır. Zamansal çözünürlük bir uydu algılayıcısının aynı bölgenin görüntüsünü hangi sıklıkta algıladığını belirten çözünürlüktür.

Planlama Çalışmalarında Uzaktan Algılama Esaslı Yorumlama ve Analizler

Görsel Yorumlama

Görüntüdeki hedeflerin özellikleri, hedef nokta, çizgi veya bir alan olabilir. Hedef diğer objelerden ayırt edilebilir olmalıdır yani diğer objelerle kontrast yaratabilmelidir. Görüntü çeşitleri analog ya da dijital formattadır ve manuel ya da dijital olarak görüntü yorumlama yapılabilir.

Görsel Yorumlama Elementleri:

• Ton
• Şekil
• Büyüklük
• Patern
• Tekstür
• Gölge
• İlgi

Dijital Görüntü İşleme

Görüntü işleme kategorileri; ön işleme, görüntü zenginleştirme görüntü dönüşümleri ve görüntü sınıflama ve analizi olmak üzere dört baslık altında toplanabilir.

Ön İşleme Geometrik Düzeltme: Geometrik düzeltme, ham görüntüdeki geometrik bozulma etkilerinin (dünyanın kavisli yapısı ve platformun hareketliliği nedeniyle) giderilmesi ve görüntünün yer kontrol noktaları kullanılarak tanımlı bir coğrafi koordinat sistemine oturtulması işlemidir.

En yakın komşu (Nearest neighbour) : Bu yöntemde, orijinal görüntüde yeni piksel konumuna en yakın sayısal piksel değerleri aktarılan piksel değerleri belirlenir.

Bilineer enterpolasyon yöntemi: Orijinal görüntüde yeni piksel konumuna en yakın dört pikselin ortalama ağırlığı kullanılarak yeni piksel değerleri belirlenir.

Kübik eğri yöntemi: Orijinal görüntüde, yeni piksel konumunu çevreleyen sekiz pikselli bir bloğun ağırlıklı ortalaması kullanılarak yeni piksel değer_ hesaplanır.

Radyometrik düzeltme: Radyometrik düzeltmeye 3 farklı hata nedeni ile ihtiyaç duyulabilir.

• Algılayıcı kaynaklı hatalar: Bunlar sistematik hatalardır. Satır kayması (Line drops) radyometrik hatalara örnek olarak verilebilir.
• Güneş geliş açısından veya topografyadan kaynaklanan etkiler.
• Atmosferik şartlardan kaynaklanan hatalar: Sis ve partiküller örnek olarak verilebilir.

Görüntü Zenginleştirme

Dijital görüntü zenginleştirme, görüntüde yer alan farklı fiziksel özellikler arasındaki ayrımı artırarak bir görüntünün görsel yorumlanabilirliğini artırmaktır. Bunu gerçekleştirmek için ise çeşitli sayısal filtreleme matrisleri kullanılır. Görüntüdeki farkların vurgulanması, kenar çizgilerinin vurgulanması ya da giderilmesi işlemleri için farklı sayı matrisleri kullanılmaktadır.

Görüntü Dönüşümü

Görüntü dönüşümleri, genellikle iki veya daha fazla görüntüden yararlanılarak ilgilenilen özelliklerin daha fazla ortaya çıktığı yeni bir görüntünün oluşturulması işlemidir. Temel görüntü dönüşümleri görüntüye uygulanan basit aritmetik işlemlerdir.

Görüntü Sınıflaması ve Analizi

Uydulardan elde edilen sayısal verileri kullanarak cisimleri tanıma, toprak çeşitlerini bulma ve bitki alanlarını birbirinden ayırma amacıyla sınıflandırma yöntemleri kullanılır. Sınıflandırma yöntemleri kontrolsüz (unsupervised) ve kontrollü (supervised) sınıflandırma yöntemleri olmak üzere ikiye ayrılır.

Kontrolsüz Sınıflandırma: Öncelikle spektral kümeler belirlenir. Bu tamamen yansıma değerlerine dayalı sayısal bir işlem olarak yapılır. Daha sonra bu kümeler sınıf oluşturmak üzere kullanılır

Kontrollü Sınıflandırma: Kontrollü Sınıflandırma işleminde, analist görüntüde bilgi sahibi olduğu homojen örnek alanları tanımlar ve bu alanlar bilgisayar sınıflandırma algoritmasında eğitim alanları olarak temel alınarak sınıflandırma işlemi yapılır

Maksimum Olabilirlik (MO) Yöntemi: MO yöntemi Bayesian olasılık teorisine dayalıdır. Bu yöntemde piksellerin varyans kovaryans ve ortalama değerleri, sınıfların belirlenmesinde kullanılmaktadır. Maksimum Olabilirlik yönteminde, bantlar arası korelasyon ile sınıfların yansıma karakteristikleri ortaya konmaktadır. Tamamen istatistiksel fonksiyonlara bağlı bir sınıflama yöntemidir.

Yapay Sinir Ağları: Son yıllarda diğer alanlarda olduğu gibi konumsal modelleme çalışmalarında da Yapay Sinir Ağları giderek artan oranda kullanılmaya başlamıştır. Yapay sinir ağları yönteminin geliştirilmesinde insan beyninin çalışma mekanizması örnek alınmıştır. Fakat insan beyninin karmaşık yapısına kıyasla YSA yapıları çok daha basittir. Parametrik ve doğrusal olmaması “ve”, “veya”, “değil” gibi mantıksal anlatımlarla kurgulanabilir olması nedeniyle doğrusal olmayan ilişkileri açıklamada özellikle doğrusal modellere göre daha yüksek başarı göstermektedir. YSA sınıflama yöntemi için bazı modeller geliştirilmiştir. Rumelhart ve ark. 1986 tarafından geliştirilen Multi-Layer Perceptron (MLP) modeli literatürde en yaygın olarak kullanılan yöntemdir. Bu model en az üç katmandan oluşur:

Katman 1: Giriş katmanı, sisteme sınıflaması yapılacak bilgiler girilir ve diğer katmanlara buradan veriler aktarılır bu katmanda herhangi bir işlem yapılmaz. Bu katman uydu verilerinin değişik bantlardaki yansıma değerleri ve sınıflamaya yardımcı olacak diğer verilere ait değerleri içerir.

Katman 2: Gizli katmanlar, sayısı kullanıcı tarafından belirlenir, genelde bir fakat dağılım değişkenliği çok yüksek olan veriler için birden fazla kullanılabilir.

Katman 3: Bu sonuç katmanıdır ve arazi sınıflarını içerir.

Fiziksel Planlama Çalışmalarında Uzaktan Algılama ve Coğrafi Bilgi Sistemleri Entegrasyonu

Coğrafi Bilgi Sistemleri, mekânsal verilerin toplandığı, bunların görüntülenebildiği, grafik ve öznitelik bilgilerinin ilişkilendirilerek kullanıldığı, farklı bilgi kaynaklarından gelen verileri bütünleştirerek yönetim, planlama ve analiz problemlerinin çözümüne katkıda bulunan, bilgi alışverişinde standardizasyonu ve haritalar yardımıyla öznitelik verilerinin yer aldığı kombinasyonları sağlayan bilgisayar destekli sistemlerdir.

CBS Teknolojileri, sayısal haritalar yardımıyla sorgulama amaçlı veri tabanlarını ve istatistiksel analizkullanarak, bilginin sınıflandırılmasını, karşılaştırılmasını, yeniden modellendirilmesini, mühendislik uygulamalarının ve stratejik planlamanın yönlendirilmesini sağlar.

UA ve CBS günümüzde birleşik bir teknoloji olarak;

• Şehir planlaması
• Arazi kullanım planlaması
• Güncel yol ağlarının haritalanması
• Ürün yetiştirmeye elverişli bölgelerin belirlenmesi doğal kaynak kullanımlarının yönetilmesi vb. konularda birçok soruna çözümler getirmektedir.

Fiziksel planlama çalışmalarında, CBS platformu için UA uygun maliyetli ve önemli bir veri toplama teknolojisidir. Uzaktan algılama verisi, raster tabanlı CBS ortamına temel veri yapılarının benzerliği nedeniyle kolaylıkla bütünleştirilebilmektedir.

Doğal ve beşeri sistemlerin araştırılması, modellenmesi ve zaman içerisinde meydana gelen değişimlerin analizi UA ve coğrafi bilgi teknolojilerinin bir arada kullanımı ile etkili bir biçimde gerçekleştirilebilmektedir. Uzaktan algılama teknolojileri yardımıyla geniş alanlara ait raster formattaki veriler, geleneksel yöntemlere oranla daha ucuz maliyetle elde edilebilmektedir.