Antalya ili Aksu ilçesi sınırları içerisinde arazi kullanımı/arazi örtüsünün belirlenmesi ve ürün deseninde yer alan çok yıllık meyve ağaçlarının SAR (Yapay Açıklıklı Radar) verileri ile izlenmesi
Land use/land cover change detection and crop monitoringof citrus orchards with SAR images in Antalya-Aksu
Yazar: IŞIN ONUR
Danışman: PROF. DR. NAMIK KEMAL SÖNMEZ
Akdeniz Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Uzay Bilimleri ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Astronomi ve Uzay Bilimleri = Astronomy and Space Sciences

Özet:
Antalya ili ılıman iklim koşulları ve verimli topraklara sahip olması nedeniyle ülkemizde tarımsal üretim açısından önemli bir yere sahiptir. Narenciye (turunçgiller), dünyada ve Türkiye'de en çok yetiştirilen meyve türleri arasında ilk sıralarda yer almakta, aynı şekilde ticarette de öne çıkmaktadır. Bu çalışmada Antalya ilinde yaygın bir üretim modeline sahip olan Narenciye ağaçlarının yaş grupları da göz önüne alınarak Yapay Açıklıklı Radar (SAR) verileriyle izlenmesi, yine SAR verileri ile bölgenin arazi örtüsü ve arazi kullanımının sınıflandırılması amaçlanmıştır. Bu amaç doğrultusunda ilk olarak Avrupa Uzay Ajansı tarafından fırlatılmış Sentinel-1 uydusunun 2018 ve 2015 yıllarına ait görüntüleri her ay için indirilmiş ve yer gerçeği bilinen kamuya ait arazilerde, narenciye bahçelerine ait radar görüntülerinde, çok aşamalı olan ön işleme çalışmaları gerçekleştirilerek farklı yaş gruplarındaki parsellerin ortalama saçılma değerleri 12 aylık süreçte her ay için tesbit edilmiştir. 2015 ve 2018 yılları için 12 ay boyunca elde edilen saçılma değerlerinde yapılan istatistiksel analizlere göre orta yaşlı narenciye ağaçlarının diğer yaş gruplarına göre ayırdedilebilirliğinin daha yüksek olduğu ortaya çıkmıştır. Narenciye ağaçlarının fizyolojik gelişme dönemleri olan durgun, çiçeklenme, meyve tutum ve meyve olum dönemleri dikkate alınarak yapılan değerlendirmede,  tüm ağaçların 2015 ve 2018 yılları için gerek VH ve gerekse VV polarizasyonlarında çiçeklenme döneminde yüksek saçılmalar gösterdiği, meyve tutum döneminde ise düşük saçılmalar gösterdiği sonucu ortaya çıkmıştır. Çalışmanın bir diğer aşamasında ise SAR verileriyle yapılan arazi örtüsü ve arazi kullanımının sınıflandırılması gerçekleştirilmiş olup, bu aşamada Sentinel-1 SAR görüntülerinin, Sentinel-2 optik uydu görüntüleriyle füzyonunun yapılması uygun bulunmuş, sınıflama yöntemi olarak ise nesne tabanlı yaklaşım başarılı sonuç vermiştir. Optik-EVI-SAR görüntülerinin füzyonu ile elde edilen görüntü ile yapılan nesne tabanlı sınıflandırma sonuçlarına göre, 2015 yılından 2018 yılına kadar ormanlık alanlarda %11'lik bir artış, sabit ürünlerde ise %22'lik bir azalış tespit edilmiştir. Ayrıca sera alanları %15 oranında artış gösterirken, seyrek bitkili ve bitkisiz açık alanlarda %2'lik bir  azalış, ekilen alanlarda %25'lik  artış, kentsel dokuda %7'lik  azalış ve iç sularda ise %7'lik bir  artış tesbit edilmiştir.

Abstract:
Antalya province has an important role in terms of agricultural production in our country due to its favorable climatic conditions and fertile lands. Citrus fruits are the most widely grown fruit species, take first place in the world and also has a remarkable importance for trade in Turkey. In this study, it is aimed to monitor citrus trees, which have a widespread production in Antalya by using Synthetic Aperture Radar (SAR) data with considering the age groups. Second stage of the study is to research the possibilities of the land cover and land use classification for a wider region which also includes citrus orchards, with SAR data. In order to achieve crop monitoring part, the images of 2018 and 2015 of the Sentinel-1 satellite, which was first launched by the European Space Agency, were downloaded for each month and multi-stage pre-processing studies were carried out on these SAR images of citrus orchards of govermental lands with known ground truth. The average scattering of citrus parcels in different age groups were recorded for each month of the years 2015 and 2018. According to the statistical analysis of the scattering values obtained over 12 months for 2015 and 2018, middle-aged citrus trees were more distinct than other age groups. Considering the physiological development periods of citrus trees, which are stagnant, flowering, fruit set and fruit maturity periods, it was found that all trees showed high scattering during the flowering period in both VH and VV polarizations for 2015 and 2018, and low scattering during the fruit set period. The other stage of the study, land cover and land use classification with SAR data, fusion of Sentinel-1 SAR images with Sentinel-2 optical satellite images was found to be appropriate, and the object-oriented approach as the classification method yielded successful results. According to the results of object-based classification made with the image obtained by the fusion of optical-EVI-SAR images, an increase of 11% in forested areas and a decrease of 22% in permanent crops were determined from 2015 to 2018. In addition, while greenhouse areas increased by 15%, a decrease of 2% in open areas with little or no vegetation, an increase of 25% in annual crops, a decrease of 7% in urban texture and an increase of 7% in inland waters were determined.