Kent meydanlarının mekân tasarımı niteliklerinin bulanık mantık ile değerlendirilmesi
The evaluation of spatial design parameters of urban square with fuzzy logic method
Yazar: PINAR ÖZYILMAZ KÜÇÜKYAĞCI
Danışman: PROF. DR. MEHMET OCAKÇI
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Şehir ve Bölge Planlama Ana Bilim Dalı / Şehir ve Bölge Planlama Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2020
Konu: Şehircilik ve Bölge Planlama = Urban and Regional Planning
Dizin: Kamusal mekanlar = Public places ; Kent meydanı = Urban square ; Kentsel mekan = Urban space ; Kentsel tasarım = Urban design

Özet:
Kent meydanları tarih boyunca en önemli kamusal alanlar olarak sosyal, kültürel, ticari ve siyasal hayatın yaşandığı, kentin en dinamik ve demokratik mekânlarıdır. Günümüze kadar yaşanan kentsel gelişmeler bu nitelikteki kamusal alanların tasarımını oldukça etkilemiş, gündelik hayatın ritmi bu alanların mekânsal düzenlemelerine yansımıştır. Bu alanların gelişimi, kentlinin yaşam kalitesi üzerinde etkili olduğundan, planlama ve tasarımı her dönemde büyük önem taşımıştır. Özellikle planlanan çevrenin tasarlanması sezgisel bir süreç olarak içinde kavramsal bir çerçevenin olduğu, insanların fiziksel ihtiyaçlarını karşılamaya yönelik bir eylemdir. Aynı zamanda planlamanın çıktısı olarak oluşan düşüncenin zihinde işlendikten sonra kağıda dökülerek somut olarak mekânsal bir ürün ortaya koyma çabasıdır. Tasarımcı için, tasarlanan mekânın ne olduğu, neye hizmet edeceği ve kimlerin kullanacağı önemli iken ne şekilde tasarlanacağı, hangi tasarım nitelikleri kullanılarak hangi ilkeler bağlamında yapılacağı bir süreç içinde değerlendirilmekte, tasarım sonucunda ortaya çıkan mekân kurgusunun değeri önem arz etmektedir. Bu değer, mekânda var olan tasarım niteliklerinin kullanıcı tarafından değerlendirilmesi ve algılanması sonucu oluşmaktadır. Kullanıcının algıladığı mekân, yapısal unsur ile şekil, büyüklük, form, biçim gibi daha pek çok niteliğin oluşturduğu ilişkinin derecesi ile kullanıcının mekânla kurduğu duyusal ve duygusal bağın sonucudur. Bu bağlamda, bu tez çalışmasının odağında tasarım nitelikleri bağlamında mekân tasarımının değerlendirilerek tasarım değerinin ölçülmesi yer almaktadır. 
Tez çalışmasında, açık kamusal alan tipolojisinde yer alan meydanların tasarımı ile buna bağlı niteliklerin tasarım değerini ne kadar etkilediği araştırılmaktadır. Literatürde meydanların tasarım nitelikleri hem fiziksel hem algısal özellikler taşımaktadır. Meydana ait bu bileşenlerin değerlendirilmesine yönelik olarak literatürde çok sayıda çalışma yer almakta ve çoğunda klasik mantık esaslı yöntemler kullanılmaktadır. Kentsel tasarıma ilişkin bir konu olan meydan tasarımının bu çok bileşenli karmaşık yapısının klasik yaklaşımlarla modellenmesi ve değerlendirmesi özellikle soyut kavramların ölçülmesinde bazı değerlerin göz ardı edilmesine sebep olmaktadır. Bu çalışmalar temelde klasik mantığa dayanmaları sebebiyle tasarımın kavramsal yapısında var olan fiziksel parametreleri ölçümlese de algısal nitelikleri değerlendirmede yetersiz kalabilmektedir.
"Kent Meydanlarının Mekân Tasarımı Niteliklerinin Bulanık Mantık ile Değerlendirilmesi" başlıklı tez çalışması kent meydanlarının tasarım değerinin belirlenmesi için yeni bir model önerisi sunmaktadır. Bu kapsamda, meydanların tasarım nitelikleri üzerinden tasarım değerini ölçen bir model ile Türkiye'de ve dünyanın farklı ülkelerinde yer alan kent meydanlarından seçilen yirmi meydan üzerinden deneysel bir çalışma yürütülmektedir. Yöntem olarak bulanık mantık yaklaşımı kullanılmaktadır. Tez çalışması, bir yapay zekâ tekniği olan bulanık mantık ile kent meydanlarına yönelik tasarım kavramının çok boyutlu karmaşık yapısını modellemeyi, elde edilen sonuçları karşılaştırmalı olarak değerlendirmeyi hedeflemekte, aynı zamanda önerilen model ile kent meydanlarının tasarım değerini bir uzman hassasiyetinde değerlendirme iddiasındadır.
Tez kapsamında, kent meydanlarının tasarım değeri kentsel tasarım parametreleri üzerinden ölçülerek, meydanın mekânsal niteliğinin değeri hakkında bilgi vermektedir. Bu amaçla model için parametreler seçilirken meydan tasarımını ön plana çıkaran ve niteliğini arttıran, meydanı meydan yapan tasarım nitelikleri göz önünde alınmıştır. Meydan tasarımında belirli kriterlerin belirli ilkeler doğrultusunda yer alması mekânın değerini arttırmaktadır. Bu alanların doğru şekilde tasarlanması ile nitelikli açık mekânlar yaratılması, kent ve kentlinin yaşam kalitesini arttırdığından yüksek önem taşımaktadır. 
Kent meydanları ile ilgili daha önce yapılan çalışmaların, konuyu farklı boyutlarda ele aldığı ve farklı yöntemler kullandığı görülmektedir. İncelenen birçok çalışma Aristo mantığına dayanmaktadır. Bu çalışma, önceki çalışmaların teorik ve pratik altyapısından farklı olarak farklı bir yaklaşımla tasarım değerini ölçmede çok boyutlu yeni bir model önermektedir. Bu kapsamda, bulanık mantık teorisine dayanan modelde yer alan kavramlar bulanık küme yaklaşımı ile oluşturulmaktadır. Seçilen 8 parametre ile bir bulanık mantık modellemesi yapılmıştır. Seçilen parametreler sırasıyla; imaj, anlam, okunabilirlik, zaman, çevrelenmişlik, dominantlık, çeşitlilik, konfordur.
Önerilen modeli test etmek için, farklı nitelikleri olan İtalya (6), Almanya (1), Fransa (2), İran (1), İspanya (1), İsveç (1), Belçika (1), Çek Cumhuriyeti (1), İngiltere (1), Portekiz (1), A.B.D. (1) ve Türkiye (3)'den seçilen 20 kent meydanı ile ampirik bir çalışma yapılmıştır.
Uygulama aşamasında, yirmi (20) kent meydanı için mimar, peyzaj mimarı ve şehir plancısı olmak üzere farklı meslek gruplarından 179 uzmana anket çalışması uygulanmıştır. Anket formunda, belirlenen sekiz kriter meydanlara ait bilgiler ışığında puanlandırılmıştır. Uzmanlar bilgi sahibi oldukları en az beş meydanı seçerek anketi cevaplandırmıştır. Uzmanların her birinden elde edilen veriler, bulanık mantık modeli ile analiz edilerek her bir meydana ait özgün tasarım değeri bulunmuştur. 
Tez çalışması beş bölüm altında kurgulanmıştır. İlk bölüm araştırmanın amacı, kapsamı, araştırma soruları, hipotezler ile çalışmanın yöntemi ve uygulanan model hakkında bilgi vermekte, genel çerçevede tezin sürecini sunmaktadır.
Kavramsal ve kuramsal çerçeveyi sunan ikinci bölümde ise öncelikle temel kavramlar tartışılmaktadır. Kentsel açık alan kavramı çerçevesinde kentsel meydanların tanımı ve meydanları tanımlayan tasarım parametreleri ele alınmaktadır. Parametrelerin kavramsal olarak meydanlara ilişkin teorik altyapısı kullanılarak seçilen parametreler bağlamında çalışmaya belirli kısıtlar getirilmiştir. Bu niteliklerin seçilmesinin nedenleri literatürdeki çalışmalardan elde edilen bilgiler ile açıklanmıştır.
Kavramların tartışılmasının ardından takip eden üçüncü bölümde ilk olarak tezde kullanılan bulanık mantık yönteminin teorisi ve gelişimi ile yöntemi klasik mantıktan ayıran farklı özellikleri değerlendirilmiş, bu yöntemin seçilme amacı üzerinde durulmuştur. Yöntemin uygulandığı çalışmalar incelenerek tezin kapsamında ele alınan kentsel alan tasarımı konusuna odaklanılmıştır. Tasarım kavramının bulanık mantıkla değerlendirmesinde hangi olumlu katkılarının olacağı, bulanık mantık teorisinin tasarım kavramıyla nasıl örtüştüğü kentsel alan çalışmalarında kullanımı üzerinden tartışılmıştır.
Dördüncü bölümde tezde geliştirilen özgün model yer almaktadır. Bu bölüm, modelin oluşturularak bulanık mantıkla modellenmesi ve modelin uygulanması olmak üzere iki aşamada sunulmaktadır. Bulanık modelin uygulama adımları detaylı bir şekilde açıklanarak, sonrasında seçilen meydanlar üzerinden denenmiştir. 
Beşinci bölümde, yapılan çalışmanın sonuçları ve ileriye yönelik araştırmalar için öneriler sunulmuştur.
Çalışmanın sonucunda, bulanık mantık teorisi kullanılarak mekânsal tasarımı değerlendirmeye yönelik oluşturulan model ile farklı, yenilikçi bir değerlendirme yöntemi elde edilmiştir. Elde edilen modelle sonuç bulguları doğrultusunda, araştırma sorularının cevaplarına ulaşılmış, tezin ortaya konan tüm hipotezleri ispatlanmıştır. "Kent meydanlarının tasarım nitelikleri, tasarım değerini etkilemektedir ve bu etki ölçülebilir" hipotezini temel alan çalışmada, mekân tasarım değeri ile belirlenen sekiz tasarım niteliği arasında pozitif ve anlamlı bir ilişki bulunmuş, bu nitelikler bağlamında tasarım değerinin ölçülebileceği görülmüştür. 
Çalışmada uzmanların dahil edilerek modelin meydanlar üzerinden sınandığı aşamada, meydanlara ait bulgular değerlendirilerek tasarım değerine göre bir sıralama yapılmıştır. Beklenildiği gibi, dünyada tasarım değeri yüksek görülen kent meydanlarının üst sıralarda, tasarım değeri düşük olarak nitelendirilen meydanların alt sıralarda yer aldığı görülmüştür. Bu sonuçlara göre de modelin kurgusunun başarılı bir şekilde yapıldığı ispatlanarak, modelin, veriler olduğu takdirde bir meydanın tasarımını bir uzman hassasiyetine yakın düzeyde ölçebileceği ortaya konmuştur. 
Geliştirilen modelin, kentlerde kullanıcı ihtiyaç ve beklentilerini karşılayan, tasarım ve estetik değeri yüksek, güçlü kimliğe sahip ve nitelikli kentsel açık mekânlar yaratmak, üretmek ve geliştirmek adına ilgili meslek gruplarına bir kaynak olarak katkı sağlayacağı, aynı zamanda kent meydanlarından farklı olarak kentsel açık alan tipolojisinde yer alan diğer alanlar ile farklı konuları ele alan kentsel çalışmalar için referans niteliği taşıyacağı düşünülmektedir.

Abstract:
Urban squares are the most dynamic and democratic places of the city as the most important public spaces throughout history where social, cultural, commercial, and political life is experienced. Urban developments have been until today that have affected the design of these public spaces, the rhythm of the daily life is reflected in spatial arrangements. Since the development of these areas affects the quality of life of the citizens, the design and planning of these areas have been of great importance in every period. Designing place is an action that meets the physical needs of people, with a conceptual framework as an intuitive process. It is an effort to produce a spatial product by being transferred to the paper after the thought is processed in the mind. It is important what the designed place will serve and who will use it, and so it is evaluated in a process in how it will be designed with design principles by using which design qualities for the designer and the design value of the place resulting from the design is important. This value results from user's evaluation and perception of the design qualities existing in the place. The perceived place by the user results from the sensorial and emotional connection that the user establishes with a place, and it is also related to the degree of relationship between structural features and many urban design qualities such as shape, size, form.
In this context, the focus of this thesis is the spatial design process and the measurement of the design value of the place in design qualities.
The study explores the design of the squares in the open public space typology and how much the associated urban design attributes affect the design value. In the literature, the design qualities of the urban squares have physical and perceptual characteristics. There are many studies in the literature regarding the evaluation of a spatial structure where these components of the urban square are used together and most of them are based on classical logic. Modeling and testing the multi-component complex structure of design in this way causes some values to be ignored, especially in measuring abstract concepts. Although these studies based on a classical logic that can measure the physical parameters that exist in the conceptual structure of the design, they can be insufficient to evaluate the perceptual qualities.
The thesis titled "The Evaluation of Spatial Design Parameters of Urban Square with Fuzzy Logic Method" is presenting a proposal for a new model for assessing the value of the design of the urban square. The proposed model was developed to measure the value of the design of urban squares through selected urban design characteristics. In this scope, an empirical study was carried out through selected 20 urban squares from the world's different countries and Turkey with a proposed model to measure the design value of the urban square design. The fuzzy logic approach was used as a method. The thesis aims to model the multi-dimensional complex structure of the concept of design for urban squares with fuzzy logic theory, which is an artificial intelligence technique and, to evaluate the results in comparison. The proposed model is designed to evaluate the value of the design of city squares with the sensitivity of an expert.
Within the scope of the thesis, the value of the design of urban squares is evaluated based on urban design parameters and gives information about the spatial quality of the urban square. For this purpose, when selecting these parameters, it is considered that these qualities that highlight the square design and enhance its quality. The fact that certain criteria are included in the square's design following certain principles increases the value of the place. Creating successful open spaces and designing the open spaces accurately is of great importance for increasing the life of quality of the city and inhabitants.
It is seen that the previous studies on urban squares deal with the subject in different dimensions and use different methods and approaches. Many studies examined are based on Aristotle's logic. This thesis study proposes a new multidimensional model for measuring the value of the design with a different approach, unlike the theoretical and practical background of previous studies. This model is based on the fuzzy logic theory and the concepts in the model are formed by the fuzzy set approach. A fuzzy logic modeling was performed with the selected eight parameters. Selected parameters are; image/imageability, meaning, legibility, time, enclosure, dominancy, diversity and, comfort.
An empirical study was conducted to test the proposed model through selected urban squares that have different qualifications are from Italy (6), Germany (1), France (2), Iran (1), Spain (1), Sweden (1), Belgium (1), from the Czech Republic (1), the UK (1), Portugal (1), United States (1) and Turkey (3).
During the implementation phase, surveys were conducted on 179 experts from different occupational groups, including architects, landscape architects, and city planners for twenty (20) urban squares. The eight criteria determined in the questionnaire form were scored using the information of the selected urban squares. The experts answered the questionnaire by selecting at least five urban squares they knew. The data obtained from each of the experts were analyzed with fuzzy logic using software on MATLAB and the total design value of each square was found.
The thesis is organized into five major parts. The first section provides information about the aim and scope of the study, research questions, method of the study and the model applied, and presents the process diagram of the thesis.
The second section which presents the conceptual and theoretical framework, the basic concepts are discussed. Within the framework of the concept of urban open space, the definition of urban squares and design parameters defining squares were determined. Certain constraints have been introduced to the study in the context of the selected parameters using the theoretical background of the parameters conceptually. The reasons for the selection of these qualities are explained based on literature studies.
Following the discussion of the concepts, in the third section, first, the theory and development of the fuzzy logic method and the unique features that distinguish it from the classical logic are evaluated and the reason for choosing this method is emphasized. By examining the studies in which the method is applied, it focused on urban space design which is the context of the thesis. The subject is discussed through the use of a fuzzy logic approach in urban design.
The fourth chapter presents the developed original model in the thesis. An estimation model has been developed with fuzzy logic, one of the artificial intelligence techniques to measure the design value of urban squares. Eight parameters were used in the model by limiting the features defining the square. These parameters are inputs; imageability/image, meaning, legibility, time, enclosure, dominancy, diversity, and comfort value and, the output is the value of design. Fuzzy rule base was created by writing 6561 rules in the model.
During the implementation phase, twenty of the urban squares from different countries and Turkey have been selected. To evaluate the selected squares, a questionnaire was applied to 179 experts comprising architects, landscape architects, and city planners working in universities, public and private sectors. The result data of each expert was analyzed in the fuzzy logic model and output data for the design value of each square was generated. The data were evaluated for each square and the average design value of each square was reached. By the results, the urban squares are sorted by the design value levels. The data of expert results were used to test the model. Findings by comparing three data: fuzzy logic results, the arithmetic mean of the values of eight qualities got from experts, and total design value given by experts from the questionnaire.
In the fifth chapter, the results and suggestions for further studies are presented.
As a result, in this thesis study, an innovative evaluation method was obtained with the model constructed in the fuzzy logic theory. The fuzzy logic results overlap with the data of the results experts. In this way, it is concluded that the established model can measure the value design of a square like a specialist if data are available. When the design of the square is evaluated using this model before proceeding to the application phase, the value of the design can be predicted, and the problem can be seen in advance and intervention can be performed. As a result, it is considered that the design can be spatially improved positively. It is thought that using the model will contribute to creating spaces with high design and aesthetic value that meet user expectations.
It is envisaged that the model, which is designed by limiting it to eight parameters, can be developed with the fuzzy logic offering flexible modeling opportunities. Another advantage is that, besides increasing the number of parameters, it enables the parameters related to the square to be weighted according to the priority order. For example; if the enclosure, which is one of the qualities that strengthen the square design, has a certain weight compared to other parameters, it may enable the model to produce different results. It is thought that this weighting will be carried out with a survey study by the experts and so it will provide a more clear and consistent result.
This study is a reference for future studies related to different urban open areas. As a study for creating a better physical environment, it is thought to contribute to the literature.