Identification of hot and cold springs using thermal infrared remote sensing and in-situ measurements in Mediterranean region

Abstract

Bu tezde, yerinde ölçümler ve termal kızılötesi görüntüleri kullanılarak sıcak ve soğuk su kaynaklarının Türkiye'de Akdeniz Bölgesinde haritalaması yapılmıştır. Yerinde yüzey, derinlik su sıcaklığı, iklim verileri ve derinlik ölçümleri veri kaydediciler kullanılarak toplanmıştır. Landsat 8 TIRS bant (Termal Kızılötesi Sensörleri) görüntüleri yerinde ölçümler ile karşılaştırılmıştır. Elektriksel iletkenlik, pH ve tuzluluk ölçümleri de toplanarak gölün dibindeki giriş yerlerinin daha iyi tanımlanması yapılmıştır. Yerinde ölçümler Ampirik Bayes Kriging (EBK) kullanılarak tahmin haritaları oluşturulmuştur. Yerinde ölçümler ve Landsat 8 görüntüleri hücre hücre karşılaştırılarak korelasyon katsayısı en iyi (R2) olana göre hesaplanmıştır ve en uygun regresyon denklemi oluşturulmuştur. Sonuçlar yerinde su sıcaklığın ölçümleri ile Landsat 8 TIR görüntülerinin iyi bir korelasyon katsayısına (R2 ≥ 0.86) ulaşabilirliğini göstermektedir. Yerinde ölçümlerinin haritalama sonuçları da Köyceğiz Gölü'nün kuzey doğu kısmında göl dibinde soğuk su girişlerinin olduğunu ortaya koymaktadır. Sıcak su kanıtları ise Sultaniye bölgesinin yakınında Köyceğiz Gölü'nün güney batı kesiminde bulunmaktadır. Köyceğiz gölünün derinliğe göre şekilleri de çizilerek gölün termal istifi de çıkarılmıştır. Göcek-Fethiye Körfezi'nde kıyı kesiminde soğuk su girişleri tespit edilmiştir. Bu bağlamda, bu tezin çıkmasında finansal olarak katkıları olan TÜBİTAK (112Y137) projesine, Sıtkı Koçman Vakfı'na ve Fransa Konsolosluğuna teşekkür ederim.

In this thesis, in-situ measurement and thermal infrared imagery was used to map hot and cold springs of Mediterranean Region in Turkey. In-situ surface, depth water temperature, climatic data and bathymetry measurement were collected using data loggers. Landsat 8 TIRS Bands (Thermal Infrared Sensors) images were compared with in-situ measurements. Electrical conductivity, pH and salinity measurement were also collected at the bottom of the lake to better understand the groundwater discharge evidence in the lake. In-situ measurement was interpolated using Empirical Bayesian Kriging (EBK). In-Situ measurement and Landsat 8 Images were compared pixel by pixel and appropriate regression equation were calculated according to the best coefficient of correlation (R2). The results show that in-situ measurement of the temperature of the water surface can reach a good correlation (R2 ≥ 0.86) with Landsat 8 TIR images. The mapping results of in-situ measurements also reveal that at the north east part of the Köyceğiz Lake there exist several evidence of cold spring at the bottom of the Lake. Hot spring evidence was located in the South-West part of the Köyceğiz Lake near the Sultaniye region. Thermal stratification of Köyceğiz Lake is also demonstrated using the depth vs. temperature graphs. There exist also some evidence of cold spring at Göcek-Fethiye Bay, which are located on the coastal line. In this regard, we would like also to thank TUBITAK project (112Y137), French Embassy in Turkey and Sıtkı Kocman Foundation for their financial support.