Kurtlapa (Sivas) ve civarının jeolojik özellikleri, uydu görüntüleriyle incelenmesi ve kaya türü spektral yansıma verilerinin toplanması

Abstract

Bu yüksek lisans tez çalışması kapsamında Sivas' ın kuzeyinde yer alan, içerisinde Kurtlapa, Alahacı ve Ovacık köylerinin yer aldığı 1/25.000 H38-d4 paftası içerisinde kalan bölgenin ASTER ve Sentinel-2A uydu görüntüleriyle haritalanması ve kayaç spektralarının toplanması amaçlanmıştır.Çalışma alanı içerisinde D-B uzanımlı Geç Kretase-Erken Paleojen sırasında Neotetis Okyanusu' nun kuzey kolunun kapanmasına işaret eden İzmir-Ankara-Erzincan Kenet Zonu (İAESZ) ile Tokat Masifi' ne ait dilimler bulunmaktadır. Bu birimler, Neotetis Okyanusu' nun kapanması esnasında, çarpışma ve sonrası süreçlerde meydana gelen sıkışmanın etkisiyle bir yığışım prizması biçiminde bölgeye yerleşmişlerdir. Bölgenin temelini Senomaniyen öncesinde oluşmuş Gökçebel serpantiniti oluşturmakla birlikte, içerisinde Liyas öncesi yaşlı Dumanlı metamorfitlerine ait dilimler barındırmaktadır. Bu istif, kuzeyden güneye doğru Senomaniyen-Kampaniyen yaşlı Mermer Formasyonu' na ait yaşlıdan gence doğru Esenlik volkano-sedimanter üyesi, Adatepe kireçtaşı, Harmanyeri kireçtaşı ve bu birimleri diskordans biçimde üzerleyen Kargın Formasyonu üzerine Kızılalan bindirmesiyle yerleşmiştir.Tezin uzaktan algılama kısmında kullanılan ASTER ve Sentinel-2A uydu görüntüleri üzerinde, yeniden örnekleme (resampling) ve alt kümelendirme (subsetting) ön-işlemleri uygulanmıştır. Görüntü zenginleştirme kısmında, Sentinel-2A görüntüleri üzerinde süper-çözünürlük algoritması, her iki uydu görüntüsünde kısa dalga boyu kızılötesi (SWIR) bantlarına MNF dönüşümleri ve bant oranlamaları uygulanarak, görüntü alanında yer alan çeşitli litolojik ve mineralojik bileşenlerin ayırt edilebilme olanağı artırılmıştır. Zenginleştirilmiş görüntüler üzerininden en uygun bant kombinasyonlarını tespit edebilmek amacıyla Optimum Index Factor (OIF) algoritması uygulanmıştır. Bu algoritma sayesinde en yüksek bilgi içeriğine sunacak biçimde ASTER görüntülerinden 12/13-4/3-5/6, 13/12-4/1-MNF 2, MNF2-1-5/6 RGB renk kompozitleri ile Sentinel-2A görüntülerinden 5/1-11-1, 11/12-11-2, 12/5-8-MNF 2 RGB renk kompozitleri elde edilmiştir.ASTER ve Sentinel-2A görüntüleri üzerinden litolojik ve mineralojik haritalar üretmek için Spectral Angle Mapper (SAM) ve Support Vector Machine (SVM) kontrollü sınıflandırma yöntemleri karşılaştırmalı olarak kullanılmıştır. Her iki kontrollü sınıflandırma yöntemiyle üretilen haritalar karşılaştırmalı olarak incelendiğinde Support Vector Machine (SVM) yöntemiyle üretilen jeolojik haritaların daha yüksek doğrulukta olduğu tespit edilmiştir.Çalışma alanı içerisindeki birimlerden alınan kayaç örnekleri üzerinden laboratuvar ortamında spektroradyometre yardımıyla spektral yansıma değerleri ölçülmüştür. Çalışma alanındaki kayaçlardan elde edilen spektralar bir araya getirilip spektral kütüphane oluşturularak, gelecekte yapılabilecek uzaktan algılama çalışmalarında altlık ya da referans olarak kullanılabilecek duruma getirilmiştir.

Within the scope of this master's thesis, it is aimed to map the region within the 1 / 25.000 H38-d4 section of Kurtlapa, Alahacı and Ovacık villages located in the north of Sivas with ASTER and Sentinel-2A satellite images and to collect rock spectra.In the study area, there are slices belonging to İzmir-Ankara-Erzincan Kenet Zone (IAESZ) and Tokat Massif, which indicate the closure of the northern branch of the Neotethys Ocean during the Late Cretaceous-Early Paleogene E-W. These units were settled in the form of an accretionary prism with the effect of compression during collision and post-collision processes during the closure of the Neotethys Ocean. Gökçebel serpentinite, which was formed before the Cenomanian, is composed of slices belonging to the pre-Liassic Dumanli metamorphics. This sequence is located from north to south in the Cenomanian-Campanian aged Marble Formation, from the old to young, Esenlik volcano-sedimentary member, Adatepe limestone, Harmanyeri limestone and the Kargın Formation overlying these units unconformably.Resampling and subsetting pre-treatments were applied on ASTER and Sentinel-2A satellite images used in the remote sensing part of the thesis. In the image enhancement section, the possibility of distinguishing the various lithological and mineralogical components in the field of image has been increased by applying the super-resolution algorithm on Sentinel-2A images, MNF transformations and band ratios to the short wavelength infrared (SWIR) bands in both satellite images. Optimum Index Factor (OIF) algorithm was applied to determine the most suitable band combinations on the enriched images. Thanks to this algorithm, 12 / 13-4 / 3-5 / 6, 13 / 12-4 / 1-MNF 2, MNF2-1-5 / 6 RGB color composites and Sentinel-2A images from ASTER images to provide the highest information content 5 / 1-11-1, 11 / 12-11-2, 12 / 5-8-MNF 2 RGB color composites were obtained.Spectral Angle Mapper (SAM) and Support Vector Machine (SVM) controlled classification methods were used comparatively to produce lithological and mineralogical maps over ASTER and Sentinel-2A images. When the maps produced by both controlled classification methods were examined comparatively, the geological maps produced by the Support Vector Machine (SVM) method were found to have higher accuracy.Spectral reflection values were measured in the laboratory using spectroradiometer over the rock samples taken from the units within the study area. The spectra obtained from the rocks in the study area were brought together and a spectral library was created, which could be used as a base or reference for future remote sensing studies.