CBS tabanlı çok ölçütlü karar analizi yöntemleri ile sel ve taşkın duyarlılığının belirlenmesi: Güney Marmara havzası örneği
Determination of flood vulnerability using GIS based multi criteria decision anaysis methods-a case study: South Marmara basin
Yazar: DERYA ÖZTÜRK
Danışman: PROF. DR. FATMAGÜL BATUK
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeodezi ve Fotogrametri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2009
Konu: Jeodezi ve Fotogrametri = Geodesy and Photogrammetry

Özet:
Bu çalışmada, Ulusal Konumsal Veri Altyapısı (UKVA) kapsamında orta ve küçük ölçekli sel ve taşkın duyarlılık katmanlarının hazırlanması için Çok Ölçütlü Karar Analizine (ÇÖKA) dayalı bir modelin tasarlanması ve Coğrafi Bilgi Sistemi (CBS) ortamında bir ÇÖKA arayüzünün geliştirilmesi amaçlanmıştır.Modelde yağış, yükseklik, eğim, bakı, alt havzaların büyüklüğü ve drenaj yoğunluğu olmak üzere toplam altı adet ölçüt değerlendirmeye alınmıştır. Ölçüt katmanlarının hazırlanabilmesi için havza yağış verileri, 1/25000-1/100000 ölçekli topoğrafik haritalar, sayısal yükseklik verileri, toprak verileri ve yüksek-orta çözünürlüklü uydu görüntüleri kullanılmıştır. Modelde sel ve taşkın duyarlılığı, hazırlanan ölçüt katmanları normalleştirilip her ölçüte ağırlık verilerek ÇÖKA işlemleri ile belirlenmiştir.Geliştirilen arayüz; ölçüt katmanlarının normalleştirilmesi, ağırlıkların belirlenmesi ve ÇÖKA yöntemlerini içermektedir. Arayüzde ÇÖKA için basit ağırlıklı toplam, ağırlıklı çarpım, TOPSIS, analitik hiyerarşi ve sıralı ağırlıklı ortalama; ağırlık belirleme için sıralama, puanlama ve ikili karşılaştırma ve normalleştirme için doğrusal ölçek dönüşümü yöntemleri kullanılabilmektedir. Doğrusal ölçek dönüşümünde ?en büyük değer? ve ?en küçük ve en büyük değer? ile normalleştirme yapılabilmektedir.Geliştirilen model ve arayüz, Güney Marmara Havzası örneğinde uygulanmış ve analiz sonuçları taşkın envanter verileri ile karşılaştırılmıştır. Ölçüt ağırlıklarının belirlenmesinde sıralama ve ikili karşılaştırma; ölçüt katmanlarının normalleştirilmesinde en büyük değere göre doğrusal ölçek dönüşümü; ÇÖKA için basit ağırlıklı toplam, analitik hiyerarşi ve sıralı ağırlıklı ortalama yöntemleri kullanılmıştır. Analitik hiyerarşi ve basit ağırlıklı toplam yöntemine göre elde edilen sel ve taşkın duyarlılığı; çok yüksek, yüksek, orta, düşük ve çok düşük olmak üzere beş sınıfta değerlendirilmiştir. 1970-1997 yılları arasında yaşanan taşkınların etki alanlarının yaklaşık %95'inin sel ve taşkın duyarlılığı çok yüksek ya da yüksek olan alanlarda kaldığı belirlenmiştir. Sıralı ağırlıklı ortalama yöntemi, bulanık mantık esasına dayandığından çok sayıda karar stratejisi ve senaryonun oluşturulmasına olanak sağlamıştır.Örnek uygulama sonucunda; geliştirilen modelin sel ve taşkın duyarlılığının belirlenmesinde güvenilir bir çözüm sağladığı görülmüştür. Modelin sel ve taşkın duyarlılığının belirlenmesinde klasik yöntemlere güçlü bir alternatif oluşturacağı ve arayüzün farklı karar problemlerinin çözümüne de olanak sağlayacağı değerlendirilmektedir.

Abstract:
In this study, it was aimed to design a model based on Multi Criteria Decision Analysis (MCDA) for preparation of flood vulnerability layer in medium and small scale within National Spatial Data Infrastructure (NSDI) and to develop an interface in GIS environment for MCDA.According to the model, six evaluation criteria as runoff, elevation, slope, aspect, sub basin area and drainage density were taken into account. Rainfall data, topographical maps, digital elevation data, soil data in 1/25000-1/100000 scale and high-medium resolution satellite images were used for preparing the criteria layers. Criteria layers were standardized and weighted, and then flood vulnerability was determined with MCDA.The interface consists of methods for data standardization, weighting and multi criteria analysis. Simple additive weighting, weighted product, TOPSIS, analytic hierarchy process and ordered weighted average for multi criteria analysis; ranking, rating and pairwise comparison for weighting and linear scale transformation for standardization can be applied by using the interface. The maximum score and score range procedures can be used for linear scale transformation.The model and interface were applied in South Marmara Basin, and the results of analysis were compared with flood inventory data. Ranking and pairwise comparison for weighting, the maximum score procedure for standardization of criteria layers and simple additive weighting, analytic hierarchy process and ordered weighted average method for MCDA were used. The flood vulnerability was evaluated under five categories as very high, high, medium, low and very low. It was determined that approximately 95 percent of flood-affected areas in 1970-1997 have very high or high flood vulnerability. Therefore ordered weighted average depends on fuzzy logic, this method has enabled a wide range of decision strategies or scenarios.According to this application, the model is an effet solution for determination of flood vulnerability has been demonstrated. It has been considered that the model will be an alternative approach to classical methods and the interface will be used for other decision methods.