Ayvalık ve yakın çevresinin erozyon ve heyelan duyarlılığının coğrafi bilgi sistemleri tabanlı incelenmesi

Abstract

Bu tezin amacı, arazi ve laboratuvar destekli veriler kullanılarak, Coğrafi BilgiSistemleri (CBS) ve Uzaktan Algılama yöntemleri yardımıyla Ayvalık ve yakınçevresine ait 424 km2' lik bir bölgenin erozyon ve heyelan açısından duyarlılıkdeğerlendirmesi yapmaktır.Çalışmada, uzaktan algılama ürünü olan 30 m yersel çözünürlüklü Landsat TM /ETM+ ve 15 m yersel çözünürlüklü Aster 3A0 uydu görüntüleri ve 1/35.000 ölçeklihava fotoğrafları, 1/25.000 ölçekli jeolojik haritalar ve topoğrafik haritalar olmaküzere üç temel veri grubu kullanılmıştır. 1995 yılına ait hava fotoğrafları ve 1987,2001 ve 2004 yıllarına ait uydu görüntüleri kullanılarak inceleme alanına ait heyelanenvanteri çıkartılmıştır. Yine aynı uydu görüntüleri kullanılarak oyuntu erozyonalanları tespit edilmiştir. Jeolojik haritalardan yararlanılarak ve laboratuvar verileriile desteklenerek inceleme alanında yüzeylenen kayaların bozunma derecesi haritasıüretilmiştir. Topoğrafik haritalar sayısallaştırılarak elde edilen sayısal topoğrafikveriden yamaç eğimi, yamaç yönelimi, akarsu güç indeksi, topoğrafik ıslaklıkindeksi, drenaj yoğunluğu ve drenaj hatlarına uzaklık verileri üretilmiştir. Jeolojikharitalar üzerinden ve topoğrafik verilerden de yararlanılarak süreksizlik hatlarıyoğunluğu ve süreksizlik hatlarına uzaklık verileri elde edilmiştir. Uydu görüntüleriyardımıyla arazi örtüsü ve bitki yoğunluk verileri çıkartılmıştır. Araziden toplanankaya örneklerinin laboraturda birim hacim ağırlıkları, porozite, boşluk oranı, sumuhtevası, Suda Dağılmaya Karşı Duraylılık indeksi, çabuk su emme ve donmaçözünmesonrası ağırlık kaybı değerleri bulunmuş, bu değerler CBS ortamındanoktasal interpolasyon yöntemiyle harita formatına dönüştürülmüştür. Üretilen tümbu verileri birlikte analiz edebilmek için, 30x30 m'lik bir raster veri türünedönüştürülmüştür.Üretilen parametreleri, ortak bir veri ölçeğine dönüştürmek için Bulanık Kümeyöntemi kullanılmıştır ve 0-250 ölçeğinde tüm veriler standartlaştırılmıştır.Standartlaştırılan bu veriler, farklı veri setleri oluşturularak, İki Değişkenli istatistik(Benzerlik Oranı-BO), Çok Değişkenli istatistik (Lojistik Regresyon-LR) ve ÇokÖlçütlü Karar Analizi (ÇÖKA-Ağırlıklandırılmış Lineer Birleştirme) yöntemleri iledeğerlendirilmiş, erozyon ve heyelan açısından duyarlı alanlar belirlenmiştir.Heyelan duyarlılık analizleri sonucunda elde edilen veriler, envanter haritasındakiheyelan lokasyonları ile karşılaştırılmış ve doğruluk analizleri yapılmıştır. Üretilenerozyon duyarlılık haritaları ise güncel oyuntu erozyon alanları, Suda DağılmayaKarşı Duraylılıkve donma-çözünme sonrası ağırlık kaybı verileri ilekarşılaştırılmıştır ve üretilen haritalar doğrulanmıştır. İnceleme alanındaki heyelanlıalanların %58'i, %42'si ve %8'i sırasıyla ÇÖKA, BO ve LR yöntemleriyle belirlenenyüksek ve çok yüksek hassiyet sınıflarına düşmüştür. Bu veriler ışığında, ÇokÖlçütlü Karar Analizi yönteminin heyelan duyarlılık analizleri içinde en makul vegerçeğe en uygun yöntem olduğu sonucuna varılmıştır. Yine Çok Ölçütlü KararAnalizi ile elde edilen erozyon duyarlılık haritalarının, lojistik regresyon ile eldeedilen erozyon duyarlılık haritalarına göre daha kabul edilebilir sonuçlar verdiğigörülmüştür.Heyelan duyarlılık analizi sonuçlarına göre inceleme alanında yüksek ve çokyüksek derecede Bozunmuş kayaların, orta ve yüksek derecede eğimli, görece olarakdaha çok yağış alan Kuzey Batı yönelimli yamaçlarda, az yoğunluklu bitki örtüsünesahip, drenaj yoğunluğu yüksek alanlarda yüksek ve çok yüksek heyelan duyarlılığıgösterdiği belirlenmiştir. Yine orta dereceden çok yüksek dereceye bozunmuş,yüksek eğim dereceli, Kuzey Batı yönelimli ve dış bükey morfolojik yapı gösterenyamaçların, akarsu akış gücünün yüksek olduğu alanlarında yüksek erozyonduyarlılığı gösterdiği tespit edilmiştir.Anahtar sözcükler: Erozyon, Heyelan, Coğrafi Bilgi Sistemleri, Çok Değişkenliİstatistik, Çok Ölçütlü Karar Analizi.

The purpose of this thesis is to make an erosion and landslide susceptibilityassessment of an a area of about 424 km2 around Ayvalık by GeograpicalInformation Systems (GIS) and remote sensing techniques using the field andlaboratory based data.In this study, three main data set were used. They are 30 m spatial resolutionLandsat TM/ETM+ and 15 m spatial resolution Aster 3A0 satellite images and1/35.000 scale aerial photographs, 1/25.000 scale geological maps and topographicalsheets. A landslide inventory of the investigation area was obtained using the aerialphotographs obtained in 1995 and satellite images acquired in 1987, 2001 and 2004years. Gully erosion sites were also detected using the same satellite images.Weathering grades map of the area was produced using the geological maps and thelaboratory determined data. From the digital topographical data which was obtainedby digitizing the topographical sheets, slope gradient, slope aspect, stream powerindex, topographical wetness index, drainage density and distance to drainage pathsdata were produced. Lineament density and distance to lineaments data wereobtained from the geological maps and the topographical sheets. With the help of thesatellite images, land-cover and vegetation density data were extracted. Unit weight,porosity, void ratio, water content, slake durability index, quick water absorption andmass loosing after the freezing-thawing cycles of the rock samples collected from thefield were found in laboratory. The labarotory determined were converted to maptype in a GIS environment using point interpolation method. In order to anlyse the alldata together, they were converted into a 30x30 m raster data type.Fuzzy logic approach was used to standardize the data produced in a commonscale changing from 0 to 250. The standardized data were assessed by Bivariatestatistics (Likelihood Ratio), Multivariate Statistics (Logistic Regression) and MultiixCriteria Decision Analysis (Weighted Linear Combination) methods by constructingthe different data sets and the areas susceptible to erosion and landslide weredetermined. The data obtained at the end of the landslide susceptibility assessmentswere compared with the landslide localities in the landslide inventory map, and sothe validation process was carried out. The erosion suscepibility maps produced werealso compared with the actual gully erosion sites, slake durability and mass loosingof the rocks after the freezing-thawing data and the maps obtained were verified. The58 %, 42% and 8% of the slided areas in the area fall into the high and very highsusceptibility classes determined using Multi Criteria Decision Analysis, LikelihoodRatio and Logistic Regression methods respectively. In the light of these results, theMulti-Criteria Decision Analysis method was concluded to be the most reasonableand the most realistic method among the other methods used for landslidesusceptibility assessments. The erosion susceptibility maps obtained by Multi-Criteria Decision Analysis technique was found to be more acceptable method thanthe erosion susceptibility maps produced using the logistic regression analysis.According to the landslide susceptibility analysis results, the areas, where therocks show high to very high weathering grades, the hillslopes having moderately tohigh slope gradients, NW facing hillslopes having relatively high precipitation,sparse vegetated areas and the areas having high drainage density were determinedto be highly and very highly susceptibile to sliding. In addition, the areas wheremoderately to highly weathered rocks present in steep slopes, NW facing convexhillslopes and the areas having high stream power index were determined to beshowing highly susceptibile to erosion.Keywords: Erosion, Landslide, Multivariate Statistics, Geographical InformationSystems, Multicriteria Decision Analysis.