Ankara-Çubuk baraj gölü çevresinde coğrafi bilgi sistemleri ve uzaktan algılama teknikleri yardımıyla erozyonun kantitatif olarak belirlenmesi

Abstract

ÖZET Doktora Tezi ANKARA - ÇUBUK BARAJ GÖLÜ ÇEVRESİNDE COĞRAFÎ BİLGİ SİSTEMİ VE UZAKTAN ALGILAMA TEKNİKLERİ YARDIMIYLA EROZYONUN KANTİTATİF OLARAK BELİRLENMESİ Şenay ÖZDEN Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Toprak Anabilim Dab Danışman: ProfDr. Nuri MUNSUZ Ülkemizde topoğrafik yapının özendirir oluşu nedeniyle erozyon ciddi bir sorun teşkil etmektedir. Yapılan bu çalışmada, Ankara Çubuk baraj gölü çevresinde kalan alanlarda coğrafi bilgi sistemi ve uzaktan algılama teknikleri yardımıyla kantitatif modellemeden yararlanarak, yıllar itibariyle erozyonun çalışma alanında meydana getirdiği değişimi incelemek amaçlanmıştır. Çalışmada kullanılan materyaller, 1969 ve 1995 yıllarına ait 1:21000 ve 1:4000 ölçekli hava fotoğrafları, 1:25000 ölçekli toprak, topoğrafik ve jelojik haritalar, nirengi ve kamera kalihrasyon bilgileri ve Landsat 7 görüntüsü' dür. Hava fotoğraflarının fotoğrametrik yöntemlerle sayısallaştınlmasından elde edilen sayısal yükseklik noktalan, 0.5 m grid aralığında sayısal arazi modellerinden grid modeli haline getirilmiştir. Elde edilen 1969 ve 1995 yıllarına ait sayısal arazi modellerinden üretilen, sayısal yükselti sınıflan haritasına ait veriler birbirinden çıkarılarak, arazi yüzeylerinde meydana gelen değişim değerleri hesaplanmıştır. Değişim değerleri, piksel alanları ve sayısı, toprak örneklerinden elde edilen hacim ağırlığı değerleri kullanılarak t/piksel/26 yıl ve t/ha/yıl olarak aşınım ve birikim miktarlan saptanmıştır. Yapılan hesaplamalar sonucunda, aşınım alanlarından S t/ha/yıl toprağın uzaklaştığı ve birikim alanlarına değişik yollarla 18.30 t/ha/yıl toprağın geldiği belirlenmiştir. Çalışma alanında yol inşası nedeniyle hafriyat miktarı çıkarılarak, sadece 1-25 cm aşınım alanları dikkate alınarak aynı hesaplamalar yapılmış ve bu aşınım alanından 13.08 t/ha/yıl toprak kaybı meydana geldiği hesaplanmıştır. Aşınım ve birikim alanları, toprak haritalarında dikkate alınan, erozyon sınıflama kriterlerine göre sınıflandırılmış ve haritalan oluşturularak sadece aşmımın değişikseviyelerine ait alanlar gösterilmiştir. Üst üste çakıştırılan sayısal arazi modellerinden değişik noktalarda enkesitler alınmış, yüzeyde meydana gelen değişimler grafikler halinde verilmiştir. Buna göre, yamaç arazilerde aşınım fazla olurken, etek arazilerde birikimin fazla olduğu görülmüştür. 1969 yılma ait nokta verilerinden TIN modeli hazırlanmış, eğim haritası yeniden oluşturulmuştur. Elde edilen eğim haritası, toprak haritasından elde edilen, arazi kullanım kabiliyeti sınıfları, eğim ve derinlik sınıfları ve bu sınıflara karşılık gelen erozyon değerleri arasında ayrı ayrı istatistik analizleri yapılarak, erozyona o arazi için etki eden aktörler irdelenmiştir. Yapılan analizler sonunda, en fazla erozyonun, arazi kullanım kabiliyetlerine göre, VI. sınıf arazilerde, eğim sınıflarına göre, % 20-30 eğim grubunda ve toprak derinliğine göre ise, derin topraklarda olduğu saptanmıştır. Landsat 7 görüntüsünde, çalışma alanının erozyon, bitki örtüsü ve birikim alanları, değişik bant kombinasyonları kullanılarak belirlenmiştir. Değişim haritasından belirlenen aşınım ve birikim alanlarının uydu görüntüsü üzerinde de aynı alanlara işaret ettiği görülmüştür. Kantitatif modelleme şeklinde ifade edilen bu çalışma sediment ve özellikle oyuntu erozyonu çalışmaları için kısa zaman içinde ve doğru sonuçlar elde edilmesini sağlayacaktır. 2000, 86 sayfa ANAHTAR KELİMELER : Erozyon, oyuntu, modelleme, coğrafî bilgi sistemleri, uzaktan algılama, Çubuk barajı, görüntü analizleri

ABSTRACT Ph.D. Thesis QUANTITATIVE DETERMINATION OF EROSION BY USING REMOTE SENSING AND GEOGRAPHIC INFORMATION SYSTEMS IN THE VICINITY OF ANKARA ÇUBUK DAM LAKE Şenay ÖZDEN Ankara University Graduate School of Natural and Applied Science Department of Soil Science Supervisor : ProfDr. Nuri MUNSUZ Due to stimulating topographic structure, erosion is a crucial problem in Turkey. In this study, objective was to determine, through quantitative modelling using RS and GIS techniques, changes resulted from occurance of erosion by years. Materials used in the study include aerial photos of 1969 and 1995 at scales of 1:21000 and 1:4000 respectively, topographic, soil and geological maps of 1:25000 scale, Landsat 7 images, camera and triangulation information of the aerial photos. Digital elevation points produced by means of photogrammetric digitization of aerial photographs were transformed into grid model with grid interval of 0.5 meter. Changes took place on land surface were calculated by extracting DTM (digital terrain model) of 1995 from the DTM of 1969. Erodibility and accumulation quantities were determined as t/pixel/26 years and t/ha/year by combining variation values, pixel areas and numbers and bulk density of soil samples. Calculation have revealed that 8 t/ha/year of soil has been lost including road construction in eroded areas, whereas 18.30 t/ha/year of soil has been gained in accumulation areas in various forms. By omiting road construction area, 13.08 t/ha/year of soil has been lost in eroded areas that includes erosion between 1-25 cm. inAreas become eroded and subjected to accumulation were classified according to erosion criterion of National Soil Map Legend, then mapped with different levels of erosion and accumulation. Cross-sections of different points on the overlaid digital terrain models were created and changes occured on land surface were illustrated in graphical forms, disclosing more erosion on steep slopes and substantial accumulation on foot slopes. A TIN model was composed using point data of 1969, then slope map was recreated. By statistical analysis done between the slope map being recreated and land use capability, slope and depth classes of available soil map and erosion classes corresponding to the above mentioned erosion values, factors influencing land with regard to erosion were examined. Analysis have disclosed mat an outstanding erosional phenomenon occured on VI. class lands, soils having slope degree of 20-30 % and deep soils. With different band combination of Landsat 7 image, erosion, vegetation and accumulation areas were determined. It has been observed that eroded and sedimented areas of the variation map are consistent with the same localities displayed on the Landsat imagery. In this study, in the sense of expressing quantitative modelling, makes it possible studies of sediment and, particularly gully erosion to obtain accurate results within very short time. 2000, 86 pages Key Words : Erosion, gully, modelling, geographical information systems, remote sensing, Çubuk dam, image analysis iv