Yol geçkisi tasarımında alternatif yaklaşımlar
Alternative approaches for route planning facilities
Yazar: NURSU TUNALIOĞLU
Danışman: DOÇ. DR. METİN SOYCAN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Harita Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Geomatik Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2011
Konu: Jeodezi ve Fotogrametri = Geodesy and Photogrammetry ; Ulaşım = Transportation ; İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Bu çalışmanın amacı, yüksek çözünürlüklü sayısal yükseklik modeli kullanarak verilen başlangıç ve bitiş noktalarına dayalı geçkilerin alternatif yaklaşımlar kullanılarak incelenmesidir. Önerilen yaklaşımlarda kullanılan amaç fonksiyonu, istenen eğim şartını sağlayan ara noktaların tespit edilmesidir. Amaç fonksiyonu, eğim değerine göre bulunan geçki ara noktalarının yükseklikleri ile mevcut yükseklik değerlerinin farkının minimum olması koşuluna göre düzenlenmiştir. Bu sayede, elde edilen geçki, kazı dolgu dengesini sağlayarak toprak işini minimize etmektedir.Bu amaçla, tez çalışması kapsamında klasik geçki araştırmasına alternatif olarak, işlem algoritmaları ve hesaplama teknikleri sunulan üç farklı yaklaşım önerilmektedir. Önerilen yaklaşımlar, Açı ve Uzunluk ile Gridlerde Arama, Enkesitler Boyunca Arama ve Basamak Yöntemi' dir. İlk yaklaşım olan Açı ve Uzunluk ile Gridlerde Arama Yaklaşımında geçki hattına ait aranan ara noktaların tespit edilmesi, değişen açı değerlerine bağlı oluşturulan arama çemberi üzerindeki noktaların eğim değerlerine ve sabit arama uzunluk değerine bağlı olarak yapılmaktadır. Önerilen yaklaşım ile grid veri yapısındaki arazi verisinde, geçkiye ait başlangıç ve bitiş noktalarının üç boyutlu koordinat değerleri başlama kriteri olarak alınmıştır. Bu sayede uygun ara noktaların otomatik olarak tespit edilmesi sağlanmıştır. İkinci yaklaşım olan Enkesitler Boyunca Aramada, uygun geçki noktalarının bulunması için sabit eğim koşulu göz önüne alınmıştır. Yatay plan üzerinde birleştirilen başlangıç ve bitiş noktalarının meydana getirdiği doğru parçasına dik olarak yerleştirilen enkesit doğrultularında aramanın yapılması tasarlanmıştır. Buna göre, 3 boyutlu koordinatları verilen başlangıç ve bitiş noktalarının yükseklik değeri farkı, çalışma bölgesini kapsayan alan içinde tanımlanan yükselme ya da alçalma aralığında, herhangi bir noktada sağlanmaktadır. Yükseklik değerleri bilinen geçki ara noktalarının, çalışma bölgesi içinde yatay koordinatlarının bulunması enkesitler üzerinde aramaya dayandırılmıştır. Son yaklaşım olan Basamak yöntemine dayalı geçki araştırma yaklaşımında, birbirini takip eden eşyükseklik eğrileri arasında doğrusal olarak kurulan ilişkiye dayalı olarak, çalışma bölgesinin sınırladığı alan içerisinde yatay geçki noktalarının hesaplanması amaçlanmıştır. Yaklaşımda hesaplama süreci, başlangıç noktasının bulunduğu eşyükseklik eğrisine ait kot değeri ile bitiş noktasının bulunduğu eşyükseklik eğrisine ait kot değeri arasında sabit eğim koşulu dikkate alınarak, eğriler üzerinde bu koşula uygun ara noktaların bulunmasına dayanmaktadır.Önerilen yaklaşımların bir değerlendirme yazılımı olarak çalıştırılması için Matlab programlama dilinde hazırlanan fonksiyon dosyaları ile kodlanarak derlenmiş ve kullanıcı etkileşimli ve aktif bir arayüz tasarımı tez kapsamında gerçekleştirilmiştir. Önerilen yaklaşımların ve hazırlanan yazılımın test edilmesi amacı ile LIDAR veriseti ile hazırlalan yüksek çözünürlük yükseklik modeli kullanılarak farklı başlangıç-bitiş noktalarını kapsayan bir çalışma alanı oluşturulmuştur. Farklı kontrol noktaları için gerçekleştirilen çalışmalar, çalışma bölgesinin topografik özelliğine bağlı olarak önerilen yaklaşımların üstün ve zayıf yönlerinin belirlenmesine katkı sağlamıştır.

Abstract:
In this thesis, the capacity researches of the determination of the route buffer zones on transportation modal facilities by using proposed methodologies based on different field data have been investigated. The main purpose of the study is to search the planimetric successive point?s coordinates of the routes by the help of profile height values to be provided the cut fill volume balance on behalf of earthwork cost optimization.For this purpose, three different methodologies by their flowcharts and evaluation procedures are presented in the concept of this thesis. The proposed methodologies are entitled as Search with Angle and Distance on Circles, Search on Cross-sections, Step Search Approach. In the first approach, namely Search with Angle and Distance on Circles, a model that selects intermediate points of the horizontal route due to gradient and gradient changes of the points obtained from vertical surface that minimize earthwork cost while satisfying the vertical geometric specifications, is presented. The main idea of this proposed method is to generate a search space with step interval and direction selection to reach the given end point of the alignment by successive iterations in which intermediate points of the route are selected automatically. The second approach namely Search on Cross-sections are designed for evaluating the adequate route points by a constant gradient criteria in which the earthwork cost is minimized. The two given points are linked on planimetric view and cross sections, which are perpendicular to this straight line, are used to search the appropriate height values. To track the appropriate route points on cross section, the vertical line, profile section, are drawn. It is assumed that somewhere on the cross sections include the appropriate route points. The last approach, Step search Approach, is depended on the linear relations between the contours. The processing stage of the approach is started with the computations of the height differences between two given points that has a linear relation on profile of the route. The aim is to find out the planimetric route points on these contour intervals.The proposed methods on this study is prepared on Matlab programming language and compiled with the function files, and a user interface has been built. By the prepared software (ROUTE_ANS), different routes have been examined to figure out the availability and the capacity of the methods in teKOH of results of the numerical applications. The used dataset is LIDAR data and Kriging interpolation method is used to produce the digital elevation model.