Uzaktan algılama ve coğrafi bilgi sistemleri yardımıyla Türkiye ve fitocoğrafik bölgelerinin arazi örtüsü durumunun ve zamana bağlı arazi örtüsü değişiminin incelenmesi
Investigation of land cover status and temporal land cover change in Turkey and its phytogeographic regions with the help of remote sensing and geographic information systems
Yazar: EMRE AKTÜRK
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ KERİM GÜNEY
Kastamonu Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Orman Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2019
Konu: Ormancılık ve Orman Mühendisliği = Forestry and Forest Engineering

Özet:
Dünya yüzeyi var olduğu günden bugüne kadar sürekli bir değişim içerisindedir. Bu
değişimlerin bir kısmı ekosistemin doğal süreçleri olarak görülebilir. Fakat sanayi
devrimi ile büyük artış gösteren toprak üzerindeki antropojenik kaynaklı etkiler,
ekosistem dinamiklerini temelinden bozmaktadır. Arazi örtüsü üzerindeki bu
değişimler, toprak kalitesini, su kalitesi ve varlığını, iklimi ve dünya üzerindeki canlı
yaşamı olumsuz yönde etkilemektedir. Bahsedilen negatif etkileri, kapsamlarını ve
gelecek yıllarda yaşanabilecek olumsuz koşulları tespit etmek amacıyla, arazi
örtüsünün mevcut durumu ve zamana bağlı değişiminin incelenmesi oldukça önemli
bir husustur. Günümüzde popülerliğini çokça arttırmış olan bu çalışma konusu, coğrafi
bilgi sistemleri ve uzaktan algılama teknikleri yardımı ile zamandan, iş gücünden ve
maliyetlerden tassarruf sağlayarak kolayca yapılabilmektedir.
Bu tez çalışması kapsamında, coğrafi bilgi sistemleri ve uzaktan algılama teknikleri
kullanımı ile ülkemiz sınırlarını kapsayacak şekilde, üç farklı zamansal döneme ait
arazi örtüsü haritalarının, orta seviye mekânsal çözünürlüğe sahip (30 metre) Landsat
uydu fotoğrafları ile oluşturulması planlanmıştır. Yerli ve yabancı literatür içerisinde,
orta veya yüksek çözünürlüğe sahip uydu veya hava fotoğrafları yardımı ile Türkiye
sınırları için farklı zamansal dönemleri içeren arazi örtüsü ve değişimi çalışmalarının
noksanlığından ötürü, bu konunun çalışılmasının gerekli olduğu tespit edilmiştir. Bu
çalışma içerisinde, farklı bir görüntü işleme metodunun oluşturulması ve test edilmesi,
Türkiye'nin mevcut ve geçmiş iki farklı dönemi içerisindeki arazi örtüsü durumlarının
ve değişimlerinin incelenmesi ve farklı iklimsel ve floristik özelliklere sahip
fitocoğrafik bölgelerin arazi örtüsü durumlarının ve değişimlerinin incelenmesi ana
amaçlar olarak belirlenmiştir.
Arazi örtüsü haritalarının oluşturulmasında, birçok farklı görüntü işleme metodu
kullanılmaktadır. Büyük ölçekli çalışmalara başlamadan önce, seçilecek pilot alan
veya alanların farklı görüntü işleme teknikleri ile denemelere tabi tutulması,
çalışmanın doğruluğunu arttırmaktadır. Bu görüntü işleme teknikleri kullanılarak elde
edilen arazi örtüsü haritaları içerisinden en çok doğruluk oranına sahip üç arazi örtüsü
haritasının seçilerek tek bir arazi örtüsü haritasına haline dönüştürülmesi işlemine, bu
çalışmada 'En İyi Üç' (EİÜ) görüntü işleme metodu adı verilmiştir. Bu yöntemsayesinde elde edilen arazi örtüsü haritalarınının ortalama doğruluğunun ve kappa
katsayılarının oldukça arttığı gözlemlenmiş ve böylece tüm Türkiye sınırlarını
kapsayan üç farklı zamansal döneme ait 150 adet Landsat uydusu görüntüsünün, bu
yöntem dâhilinde işlenmesine karar verilmiştir.
Bu çalışmada, EİÜ yöntemi kullanılarak oluşturulan, ülkemiz sınırlarını kapsayan
güncel arazi örtüsü haritası, doğrulama testine tabi tutulmuş ve %91 ortalama doğruluk
ve 0.876 kappa katsayısı gibi oldukça yüksek doğruluk oranları elde edilmiştir. Geçmiş
yıllara ait oluşturulmuş arazi örtüsü haritaları, örnek alanların seçiminin zorluğundan
ötürü, doğrulama analizlerine tabi tutulmamıştır.
EİÜ yöntemi ile elde edilen ülke ve fitocoğrafik sonuçlara ek olarak, CORINE arazi
örtüsü veri setleri çalışmaya dâhil edilmiş ve elde edilen sonuçlar ile kıyaslanmıştır.
Tüm Türkiye için elde edilen sonuçlar incelendiğinde, ülkemizin 30 yıl içerisinde
verimli ormanlık alanlarını arttırdığı ve ülke çapında yeşil alanların arttığı tespit
edilmiştir. Fakat CORINE 3. seviye arazi örtüsü sınıfları dikkatle incelendiğinde,
karışık orman kompozisyonlarının ülkemizde oldukça azaldığı görülmüştür. Ormanlık
alanlar haricinde, sulak alanlarda ve tarım alanlarındaki artış ve vejetasyonca fakir
alanlardaki azalış dikkat çeken diğer bir bulgudur. Floristik bölgeler içerisindeki
değişimler incelendiğinde, Avrupa-Sibirya ve Akdeniz fitocoğrafik bölgelerinin
karakteristik yapısını koruduğu ve arttırdığı, Iran-Turan fitocoğrafik bölgesinde ise
beklenmedik şekilde ormanlık alanı artışı yaşandığı tespit edilmiştir.
Bu tez çalışması, bu zamana kadar ülkemiz sınırları için yapılmış en detaylı arazi
örtüsü çalışmalarındandır. Elde edilen veriler, ülkemizdeki ilgili bakanlıklar, genel
müdürlükler, şehir planlamacılar ve akademisyenler açısında oldukça önemli olup,
gelecek yıllarda yapılacak faaliyetlere veri kaynağı oluşturacak niteliktedir. Hızla
ilerleyen teknoloji yardımı ile bu ve benzeri çalışmalar, geliştirilebilir ve küresel iklim
değişikliği gibi global sorunlarla başa çıkmak adına en çok başvurulan çalışmalardan
olacağı öngürülmektedir.

Abstract:
The surface of the Earth has been constantly changing since its existence. Some of
these changes can be seen as the natural processes of the ecosystem. However, the
anthropogenic effects on the land, which has greatly increased by the industrial
revolution, disrupt the dynamics of the ecosystem. These changes on land cover
negatively affect soil quality, water quality and presence, climate and living creatures
on earth. In order to determine the negative effects, their scope and adverse conditions
that may occur in the coming years, it is very important to examine the current situation
of the land cover and its change in time. Nowadays, this study subject, which has
greatly increased its popularity, can be made easily by providing savings from time,
labor and costs with the help of geographical information systems and remote sensing
techniques.
Within the scope of this thesis, land cover maps of three different temporal periods
were planned to be constructed with Landsat satellite images having a medium spatial
resolution (30 meters) and covering the borders of our country with the use of
geographical information systems and remote sensing techniques. Due to the lack of
land cover and change studies in native and foreign literature with the help of a medium
or high resolution satellite or aerial images in different temporal periods for the borders
of Turkey, it was determined that it is necessary to study this subject. Generating and
testing a different image processing method, investigating current and historical land
cover conditions and land cover changes of Turkey, and investigating current and
historical land cover conditions and land cover changes of phytogeographical regions
of Turkey which have different climatic and floristic characteristics were planned as
main purposes of this study.
Many different image processing methods are used in the creation of land cover maps.
Before starting large-scale studies, testing the pilot area or areas to be selected with
different image processing techniques increases the accuracy of the study. The process
of converting three land cover maps with the most accurate from the land cover mapsobtained by using these image processing techniques to a single land cover map is
named 'The Best Three' (TBT) image processing method in this study. It was observed
that the average accuracy and the kappa coefficients of the land cover maps increased
with this method. Thus, covering the entire border with Turkey, belonging to three
different time periods, 150 Landsat images was decided to be processed with this
method.
The current land cover map, which is composed of TBT method, covering the borders
of our country, has been subjected to a accuracy assessment and very high accuracy
rates such as 91% average accuracy and 0.876 kappa coefficient have been obtained
in this study. The land cover maps of the previous years have not been subjected to
accuracy analyzes because of the difficulty of the selection of sample areas.
In addition to the country and phytogeographic results obtained by TBT method,
CORINE land cover data sets were included in the study and compared with the results
obtained. Considering the results obtained for whole country, there has been found a
great increase in densely forested areas and has been found to an increase the green
fields in 30 years. However, when the CORINE 3rd level land cover classes were
examined carefully, it was seen that mixed forest compositions decreased considerably
in our country. Except for forests, the increase in wetlands and agricultural fields and
in decrease in sparsely vegetated areas are another remarkable results. When the
changes in the floristic regions are examined, it has been determined that the EuroSiberian and Mediterranean phytogeographic regions have retained and increased their
characteristic structure, while in Irano-Turanian phytogeographic region an
unexpected increase in forested area was observed.
This thesis study can be called as the most detailed land cover study for the borders of
our country. The data obtained in this study are very important in terms of the relevant
ministries, general directorates, city planners and academicians of our country and they
are great data sources for future activities. With the help of rapidly advancing
technology, these and other studies can be developed and it is foreseen that there will
be the most applied studies to deal with global problems such as global climate change.