Ortofoto haritalar üzerinde çalışılan kavşak taslak planlarının Vissim yazılımında değerlendirilmesi üzerine bir inceleme
An investigation on the evaluation of the variety plansunder the ortofoto maps on the Vissim software
Yazar: BUMİN KAAN BALIN
Danışman: DOÇ. DR. ZAİDE DURAN
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Geomatik Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Geomatik Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Jeodezi ve Fotogrametri = Geodesy and Photogrammetry ; Ulaşım = Transportation

Özet:
Günümüzde birçok disiplinde çeşitli amaçlarla benzetim yazılımları kullanılmaktadır. Benzetim yazılımları eğitim, tanıtım veya ortaya konacak ürünün analizinin yapılması amaçlarıyla kullanılabilir. Özellikle telafisi mümkün olmayan ve büyük ekonomik yatırımları içeren projelerde ürünün ortaya çıkmadan önce, gerçek fizik koşullarında değerlendirilmesi yanlış tercihlerin önüne geçmektedir. Karayolu tasarımları da gerek büyük ekonomik yatırımlar olması ve yapımı tamamlandıktan sonra gerekli görülen revizyonların yapılmasının maliyetli ve uzun olması sebebiyle, yapım aşamasının öncesinde benzetimi yapılarak daha doğru kararların verilmesi sağlanabilir. Özellikle trafik sıkışıklıklarının büyük oranda kavşak alanlarında gerçekleştiğinden, tüm yol ağında değerlendirme yapmak yerine sadece kavşak alanında değerlendirmede bulunmak yeterli olacaktır. Yapılan değerlendirmeler sonucunda, bölgenin ihtiyacını en iyi şekilde karşılayacak tasarım seçilerek daha doğru projelerin yapılması sağlanacaktır. 
Benzetim çalışmasının yapılabilmesi için gerekli olan taslak projeler ise arazi topografyasını düzgün bir şekilde yansıtan harita altlıklarına ihtiyaç duyar. Taslak projeler, kesin projeye bir ön ayak çalışması olduğundan dolayı yüksek doğruluğa sahip harita altlıkları yerine 1/25000 ölçekli haritalar veya fotogrametrik yöntemlerle elde edilen sayısal yükseklik modelleri ve ortofotolar kullanılabilir. Çizgisel haritaların okunmasının daha zor olması ve ölçeğe bağlı olarak bazı detayların gösterilmediği klasik haritalar yerine, tasarımcı topografyayı daha net algıladığı ortofotoyu tercih etmektedir. Ortofoto basit bir ifadeyle, fiziksel yeryüzünde bulunan objelerin, havadan çekilmiş görüntülerinin iki boyutlu  olarak kağıt düzlemi üzerinde gösterilmesidir. Ortofotolar herhangi bir genelleştirme işlemi olmaksızın arazi üzerindeki tüm detayları çözünürlüğe bağlı olarak tasarımcı tarafından algılanmasını sağlar.
Bu çalışmada 565-09 K.K.'nolu İzmir-Manisa Devlet Yolu, 565-10 K.K.'nolu Manisa Akhisar Devlet Yolu ve 250-04 K.K.'nolu Turgutlu Manisa Devlet Yolu kesişiminde bulunan, Manisa Farklı Seviyeli Otogar Kavşağına ait 5 adet kavşak taslak planının Vissim benzetim yazılımıyla, kavşak performansları ortalama gecikme süreleri ve hizmet seviyeleri üzerinden değerlendirilmiştir. Ayrıca, kavşak alanında yersel ve fotogrametrik yöntemlerle elde edilen sayısal yükseklik modelleri, hesaplanan yarma ve dolgu miktarları üzerinden karşılaştırılmıştır. Yapılan karşılaştırma sonucu, fotogrametrik ve yersel yöntemle elde edilem SAM'lar arasında zeminini ani değişimlerine ve zemin karakteristiğine bağlı olarak farklılıklar gözlenmiştir. Bu farklılıklar hakkında bazı çıkarımlarda bulunulmuş, fotogrametrik yöntemin arazinin yapısına göre yersel yöntemlerle desteklenmesi gerekliliği ortaya çıkmıştır.
Mevcut durumda Gediz ve Turgutlu hemzemin sinyalize kavşakların bölgenin trafik ihtiyacını karşılamamaktadır. Ayrıca, ilgili kesimde Manisa Otogarının ve hızlı tren garı projesinin bulunması gelecekte bu noktayı önemli bir ulaşım noktası haline getirecektir. Bu nedenle yeni bir kavşak tasarımı uygulama ihtiyacı doğmuştur. Yapılan değerlendirmeler ışığında tasarımdaki temel öncelik prensipleri olan güvenlik, hizmet seviyesi ve maliyet unsurları dikkate alınarak en uygun kavşak taslak planı seçilmiştir.

Abstract:
A large proportion of transportation in our country is provided by road transport. Rapid increase in population boosts the number of vehicles participating in traffic, thus the level of service foreseen for the road declines. Although the roads are planned to meet the demand of service at a minimum of 20 years,  most of the time it is not concluded as expected. The current traffic situation and the needs of the region should be analyzed and evaluated during the next design stages considering the increase of traffic flow in parallel with the developments in the future.
Today, simulations are used for various purposes in many disciplines. The most used technical meaning of simulation is to create an artificial environment in time or imitate the order for the operation of any process or system. Simulating real world processes or systems very close to reality, provides great advantages in many aspects from human labor to time saving, from economic gain to accident prevention.
Thanks to simulation programs used in computer environment, specialized training of technical equipment which causes both human life and a huge cost to be wasted can be done in real time but without any risk. Simulations, which are defined as transforming systems and processes in the real world into the artificial environment created by programming, can mimic any event by using computer software in one-to-one reality.
Especially in projects involving major economic investments where return is not possible, the evaluation of the product in a virtual space containing real physical conditions prevents errors before production. 
In the simulation environment, the designer can find an opportunity to make the necessary arrangements by considering how the design will react under real conditions and it can be usefull for  understanding future demands. User can improve their design by using this informations and many result can be predicted. 
Due to the fact that road designs are also big economic investments and the revisions required after the completion of construction are costly and long, it can be simulated before the construction phase and more accurate decisions can be made. 
In particular, traffic jams occur in the areas of intersection, rather than conducting an entire road network evaluation, it will be sufficient to make assessments only in that areas. As a result of the evaluations made, by selecting the design that will supply the needs of the region in the best way, more accurate projects will be carried out. using past traffic counts, future traffic counts can be predicted and future traffic forecasts can be made using past traffic numbers. Using this estimate, the design deemed inadequate can be revised before the designated year arrives. Also it gives more time to design a new solution and it gives economic advantage before the designing stage of intersection.
The draft projects required for the simulation study need base maps that reflect the land topography properly. As the draft projects are a preliminary work on the final project, instead of high-accuracy maps, 1/25000 scale maps or digital elevation models from orthophotos can be used. As the linear maps are more difficult to read and the classical maps do not show some details depending on the scale, the designer prefers orthophotography, in which he clearly perceives the topography. Orthophoto is simply representing airborne images of the physical earth objects on the two-dimensional paper plane. Without any generalization process on orthophotos, all details on the land are displayed depending on the resolution, thus it is clearer to detect by designers.
It is a challenging and costly process to produce maps with terrestrial methods in large-area projects. Therefore, it has become popular to obtain a digital elevation model by photogrammetric method, which enables faster and cheaper map generation. Although photogrammetric method is cheap and fast, it may not give as accurate results as terrestrial method. 
The determination of the soil work which is an important cost especially in road construction works with a certain accuracy will give an idea about the cost of the project. Although there are not many studies comparing the photogrammetric and terrestrial methods in this regard, it is observed that the two methods give close results on hard ground. However, it is possible to obtain very different values in areas where the land surface changes suddenly or where the land surface is not clearly understood by photogrammetric method such as lake tree.  
In this study, terrestrial and photogrammetric digital terrain model, which will be used as a base for the design, is compared on the amount of splitting and filling to be formed at the intersection. The explanations are given as to why the differences arise and how they can be eliminated. In addition, the performance values of 5 intersections plans of Manisa Different Level Bus Station Junction; located at the intersection of 565-09 K.K. Izmir-Manisa State Highway, 565-10 K.K. Manisa-Akhisar State Highway and 250-04 K.K. Turgutlu-Manisa State Highway; were evaluated over the mean latency periods with Vissim simulation software. Based on the measured traffic counts of the crossroads in previous years, a performance assessment was made at one junction determined according to the estimated traffic values over the next 20 years. The intersection which is determined according to the future traffic values is determined what kind of revision is needed. Intersection performance was improved with revision.
In the present case, Gediz and Turgutlu level signalized intersections does not meet the requirements of traffic. In addition, the presence of Manisa Bus Station and the project of high-speed railway station will make this location an important transportation point in the future. For this reason, a new intersection design needs to be applied.
In the light of the evaluations made, the most appropriate intersection draft plan has been selected by taking into consideration the security, service level and cost elements which are the main principles of design. For presentation purposes of selected intersection draft animation  is created by using ortophoto image and considering the traffic count values and  in 2017 at Gediz and Turgutlu junctions. With animation, design is easier to understand and design deficiencies are more easily recognized.  
As a result, on designing stage of complex intersection in high traffic counts, simulation programs should be applied for more usefull solutions. Also, it usable to understand future traffic problems and it can be helpfull for future revision on intersection according the traffic estimation values. More useful projects with simulation software can be produced by taking into account the effects of traffic in the coming years.