Türkiye'deki yağışların enterpolasyon yöntemlerle alansal incelenmesi
Spatial analysis of precipitation with interpolation methods in Turkey
Yazar: MUSTAFA YILDIRIM
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ GAYE AKTÜRK
Kırıkkale Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Bir ülkenin su potansiyeli; coğrafi konumuna, jeolojik yapısına, topoğrafyasına ve bitki örtüsüne bağlı olarak değişmektedir. Yağış, su potansiyelini etkileyen en önemli faktör olup, alansal ve zamansal olarak büyük değişimler göstermektedir. Özellikle yağışın bir bölgedeki alansal dağılımının belirlenmesi; ıslak ve kurak bölgelere ait 
yapılacak değerlendirmelere ve ileriye yönelik kuraklık tahmin çalışmalarına fayda sağlamasının yanı sıra, risk analizi ve yönetimi çalışmaları ile sürdürülebilir su kaynakları yönetimi çalışmalarında son derece önem arz etmektedir. Türkiye'nin coğrafi konumu, fiziki coğrafya faktörleri ve iklimsel özellikleri yağışın alansal dağılımının ve miktarının bölgelere göre değişiklik göstermesinde etkilidir. Bu çalışmada, Türkiye'deki coğrafi bölgelerin her biri için farklı enterpolasyon yöntemleri kullanılarak yağışın alansal dağılım haritaları oluşturulmuş ve yağış verisi tahmini için en uygun enterpolasyon yöntemi belirlenmeye çalışılmıştır. Çalışmada farklı enterpolasyon yöntemleri kullanılarak yapılan yağış verisi tahmininin amacı; eksik yağış verilerinin olması durumunda verileri tahmin etmek ve ayrıca kullanılan 
yöntemlerden elde edilen sonuçların hangisinin gerçek veriye daha yakın sonuçlar verdiğini belirleyerek enterpolasyon yöntemlerinin performanslarını bölge bazında değerlendirmektir. Çalışmada, Türkiye' de bulunan 240 adet meteoroloji istasyonu coğrafi bölgelere göre sınıflandırılarak, bu istasyonlara ait 1965-2017 yılları arası aylık toplam yağış ortalaması değerleri kullanılmış ve istasyonlardan bazıları doğruluk analizi için test istasyonu olarak ayrılmıştır. Coğrafi Bilgi Sistemleri (CBS) ile Ters Mesafe Ağırlıklı Enterpolasyon Yöntemi (Inverse Distance WeightingIDW), Kriging Enterpolasyon Yöntemi ve Spline Enterpolasyon Yöntemi kullanılarak yağışın alansal dağılım haritaları oluşturulmuş ve belirlenen test istasyonlarına ait yağış verilerinin tahminleri yapılmıştır. Bu üç enterpolasyon yöntemi kullanılarak elde edilen yağış tahmin verileri ile istasyonlara ait gerçek yağış verileri karekök ortalama hata (RMSE) ve determinasyon katsayısı (R²) değerleri hesaplanarak karşılaştırılmıştır. Yapılan analizler sonucunda, kullanılan enterpolasyon yöntemlerinin başarısının bölgeden bölgeye değişiklik gösterdiği görülmüştür. Akdeniz, Ege, İç Anadolu, Karadeniz ve Marmara Bölgesi'nde IDW yöntemi kullanılan diğer enterpolasyon yöntemlerine göre, Güneydoğu Anadolu Bölgesi'nde Kriging ve IDW yöntemi Spline yöntemine göre, Doğu Anadolu Bölgesi'nde ise Spline ve Kriging yöntemi IDW yöntemine göre yağış verisi 
tahmininde daha başarılı sonuçlar vermiştir.

Anahtar Kelimeler: Yağış, CBS, IDW, Kriging, Spline

Abstract:
A country's water potential changes depending on its geographical location, geological structure, topography and flora. Precipitation is the most important factor that affecting the water potential and it shows great spatial and temporal changes. In particular, determining the spatial distribution of precipitation in a region; it benefiting from assessments of wet and arid regions and future drought forecasting studies, as well as it is extremely important in risk analysis and management studies and sustainable water resources management studies. The geographical location, 
physical geography factors and climatic characteristics of Turkey are effective in changing the spatial distribution and amount of the precipitation according to regions. In this study, spatial distribution maps of precipitation were created by using different interpolation methods for each of the geographical regions in Turkey, and the most appropriate interpolation method for precipitation data prediction has been tried to be determined. The purpose of the precipitation data estimation using different interpolation methods in the study; to estimate the data in case of missing precipitation data, and also to evaluate the performance of the interpolation methods on a regional basis by determining which of the results obtained from the methods used gives results closer to the actual data. 240 meteorology stations in Turkey were classified according to geographical regions and these stations the monthly average precipitation values of these stations between 1965 and 2017 were used in the study and some of the stations were reserved as test stations for accuracy analysis. Spatial distribution maps of precipitation were prepared by using Geographic Information Systems (GIS) and Inverse Distance Weighting-IDW Method, Kriging Interpolation Method, Spline Interpolation Method and then estimated data of precipitation the determined test stations were obtained. The precipitation estimation data obtained 
using these three interpolation methods and the actual precipitation data of the stations were compared by calculating the root mean square error (RMSE) and coefficient of determination (R²) values. As a result of the analysis, it was seen that the success of the interpolation methods used varies from region to region. According to other interpolation methods used IDW method in Mediterranean, Aegean, Central Anatolia, Black Sea and Marmara Regions, Kriging and IDW 
method according to Spline method in Southeastern Anatolia Region, Spline and Kriging method according to IDW method in Eastern Anatolia Region gave better results.

Keywords: Precipitation, GIS, IDW, Kriging, Spline