Uzaktan algılama yöntemleri ile şehirleşme etkilerinin incelenmesi: İstanbul ili Sarıyer ve Beykoz örnekleri

Abstract

İstanbul ilinde artan nüfus yoğunluğu kentsel alanların, şehrin kuzey bölgelerine doğru genişlemesine sebep olmaktadır. Son yıllarda yapımı tamamlanan Yavuz Sultan Selim Köprüsü ve Kuzey Marmara Otoyolu ile yeni kentleşme alanları için şehrin kuzeyi cazip hale gelmiştir. Bu durum şehrin kuzeyinde yer alan doğal habitatın etkilenmesine sebep olmaktadır. Bu çalışma için, kentleşmenin belirlenmesi ve etkilerinin incelenebilmesi için Yavuz Sultan Selim Köprüsünün kara bağlantı noktalarının bulunduğu İstanbul ili, Sarıyer ve Beykoz ilçeleri çalışma bölgesi olarak seçilmiştir. Çalışma alanı için ücretsiz bir şekilde erişime açık olan orta mekansal çözünürlüğe sahip 2009 ve 2019 tarihli Landsat 5 TM ve Landsat 8 OLI & TIRs uydu görüntüleri kullanılmıştır. 30 metre çözünürlüğe sahip olan uydu görüntüleri çalışma alanına ait AÖ/AK haritalarının üretilmesi ve değişim tespiti için kullanılmıştır. AÖ/AK haritalarını üretmek için nesne tabanlı sınıflandırma yöntemi uygulanmıştır ve en yakın komşuluk algoritması kullanılmıştır. AÖ/AK haritaları tarım alanları, yapay yüzeyler, yeşil alanlar, boş alanlar, su yüzeyleri ve yollar olmak üzere altı sınıfa ayrılmıştır. İki farklı yıl için üretilen AÖ/AK haritalarının doğruluk değerlendirmesinin yapılabilmesi için hata matrisi oluşturulmuş, genel doğruluk ve kappa oranı hesaplanmıştır. AÖ/AK haritalarının değişimi incelenmiş ve sonuçlar analiz edilmiştir. Kentleşme etkilerinin incelenmesi için yer yüzey sıcaklığı analizi ve peyzaj metrikleri kullanılmıştır. Mekansal ve zamansal olarak yer yüzey sıcaklığı değişimi incelenmiştir. Kentleşme etkilerinin mekansal olarak incelenebilmesi için peyzaj metrikleri analizi nicel veriler yerine tematik haritalar oluşturularak incelenmiştir. Mekansal analizler için çalışma alanı farklı boyutlarda gridlere bölünmüştür. Grid boyutları için 300 metre, 600 metre, 900 metre ve 1200 metre seçilmiştir. Peyzaj metriklerinin mekansal olarak yorumlanabilmesi için en uygun grid boyutu belirlenmiştir. Bunun için en büyük ünite indeksi (EBÜİ) metriği ile yer yüzey sıcaklığı arasındaki korelasyon hesaplanmış ve en uygun grid boyutu 300 metre olarak belirlenmiştir. Peyzaj metrikleri analizi için ünite yoğunluğu (ÜY), kenar yoğunluğu (KY), en büyük ünite indeksi (EBÜİ), kümelenme indeksi (Kİ) ve Shannon çeşitlilik indeksi (SÇİ) kullanılmıştır. Kullanılan analizlerin seçimine literatür taraması ile karar verilmiştir. Elde edilen metrik sonuçları gridlere entegre edilerek mekansal sonuçların elde edilmesi sağlanmıştır. Çalışma alanı içerisinde kuzey bölgelerde peyzaj ünitelerinin parçalanmaya uğradığı, peyzaj sınırının artış göstererek ünitelerin arttığı, en büyük ünite indeksinin azalarak peyzaj baskınlığının azaldığı, kümelenmenin azalarak ve ünite çeşitliliğinin artarak farklı sınıf türlerinin yan yana geldiği anlaşılmaktadır. Değişimin özellikle kuzey bölgelerde meydana gelmesi Kuzey Marmara Otoyolu'nun etkisi olarak yorumlanmaktadır. Yer yüzey sıcaklığı analizi için Landsat uydu görüntülerindeki termal bantlar kullanılmıştır. Farklı iki yıla ait YYS sonuçları değerlendirme için ortak 5 kategoriye ayrılmıştır. Analiz sonucunda çalışma alanının 2009'da 18.17° olan ortalama sıcaklığı, 2019 yılında 22.25°'ye yükselmiştir. Ayrıca 2009 yılına ait analiz sonuçları incelendiğinde Düşük Sıcaklık sınıfının 164.46 km2'lik yüzölçümü ile en büyük alana sahip sıcaklık sınıfı olduğu görülmektedir. Ancak 2019 yılı sonuçlarına bakıldığında Düşük Sıcaklık sınıfının yüzölçümünün 42.77 km2 azalarak 121.69 km2'ye gerilediği ve Orta Sıcaklık sınıfının 179.93 km2'lik yüzölçümü ile en büyük alana sahip sıcaklık sınıfı olduğu görülmektedir. 2019 yılı sonuçlarında Ekstra Düşük Sıcaklık, Düşük Sıcaklık ve Yüksek Sıcaklık sınıfları alansal olarak azalış gösterirken, Orta Sıcaklık ve Ekstra Yüksek Sıcaklık sınıfları artış göstermiştir. YYS sonuçları mekansal olarak incelendiğinde, Kuzey Marmara Otoyolu'nun ve çevresinin sıcaklık artışı gösterdiği belirlenmiştir. Bu tez çalışmasında Kuzey Marmara Otoyolu ve Yavuz Sultan Selim Köprüsü'nün kentleşmeye olan etkisini inceleyebilmek için mekansal analizler yapılmıştır. İlk olarak nesne tabanlı sınıflandırma yöntemiyle oluşturulan AÖ/AK haritaları ile sınıflandırma sonuçlarının değişimi analiz edilmiştir. Daha sonra YYS analizi ile zamansal ve mekansal olarak sıcaklık değişimi incelenmiştir. Son olarak peyzaj metrikleri ile AÖ/AK sınıflarının mekansal değişimi incelenmiş ve kentleşme etkileri yorumlanmıştır. Şehrin kuzeyinde yer yüzey sıcaklığının artış gösterdiği, yeşil alanların alansal olarak azaldığı ve parçalandığı, yapay yüzeylerin ise artış gösterdiği görülmektedir. Yapılan analizler sonucunda Kuzey Marmara Otoyolu ve Yavuz Sultan Selim Köprüsü'nün, şehrin kuzeyinde yapay yüzeyleri arttırdığı ve peyzaj yapısını değiştirdiği anlaşılmaktadır.