Uydu görüntüleri ve sayısal arazi modeli kullanılarak kuzey Anadolu fayı Gelibolu-Işıklar dağı kesiminin jeomorfolojik-jeolojik özelliklerinin incelenmesi
Study of geomorphological and geological characteristics along the northern strand of the north Anatolian fault between Gelibolu and Işıklar mountain by using remote sensing data and digital elevation modelling
Yazar: ŞİNASİ KAYA
Danışman: PROF.DR. OĞUZ MÜFTÜOĞLU
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü
Derece: Doktora, 1999
Konu: Jeodezi ve Fotogrametri = Geodesy and Photogrammetry
Dizin: Işıklar Dağı = Işıklar Mountain ; Jeomorfoloji = Geomorphology ; Kuzey Anadolu fay hattı = North Anatolian fault line ; Sayısal arazi modelleri = Digital terrain models ; Uydu görüntüleri = Satellite images ; Çanakkale-Gelibolu = Çanakkale-Gelibolu

Özet:
UYDU GÖRÜNTÜLERİ ve SAYISAL ARAZI MODELİ KULLANILARAK KUZEY ANADOLU FAYI GELİBOLU-IŞ1KLAR DAĞI KESİMİNİN JEOMORFOLOJİK-JEOLOJİK ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ ÖZET 1970'li yılların başından beri bilimsel anlamda kullanılan uzaktan algılama verileri, uydu ve bilgisayar teknolojisindeki gelişmelere bağlı olarak, yeryüzünün araştırılması için bir çok bilim dalında (ormancılık, kartoğrafya, jeomorfoloji, jeoloji, hidroloji, şehircilik, tarım, deniz bilimleri vb.) kullanım olanağı bulmuştur. Günümüzde, farklı yapılardaki verilerin uzaktan algılama verileri ile aynı koordinat sistemine dönüşümü yapılarak, entegre edilebilmesi ve bu verilerin birlikte değerlendirilebilmesi olanağı olması nedeniyle de bir çok problemin çözümü kolaylaşmıştır. Bu çalışmada, uzaktan algılama verileri ve sayısal arazi modeli kullanılarak, Kuzey Anadolu Fayı Gaziköy-Saroz Segmenti ve Koru-Işıklar dağı çevresinde jeomorfoloji, jeoloji ve tektonik yapı incelenmiştir. Bu amaçla 1/25 000 ölçekli topografık haritalar ile Landsat 5 TM ve Spot P uydu verileri kullanılmıştır. Uzaktan algılama verileri UTM projeksiyon sistemine dönüştürülerek, eşyükselti eğrileri 20 m. de bir sayısallaştırılan topografık haritalar ile entegrasyonu sağlanmıştır. Uydu verileri sınıflandırılarak arazi kullanımı kısa zamanda elde edilmiş ve yersel verilerle karşılaştırılmıştır. Farklı uydulardan farklı özellikte alınan verilerin çakıştırılması ile yüksek çözünürlüklü görüntü elde edilmiştir. Görüntü zenginleştirme yöntemi olarak ana bileşenler dönüşümü uygulanarak orijinal görüntüye göre çok sayıdaki farklı yeryüzü özellikleri ayırt edilerek, bu özellikler keskin sınırlarla belirlenmiş ve daha detaylı yorumlanabilir görüntüler üretilmiştir. Sayısal arazi modeli bilineer enterpolasyon yöntemi kullanılarak üretilmiştir. Vektör-raster dönüşümü yapılarak, en büyük yükseklik değeri 255 gri renk değerine, en düşük yükseklik değeri 0 gri değerine atanarak raster yapıda sayısal arazi modeli oluşturulmuştur. Bu çalışmada yukarıda açıklanan yöntemler kullanılarak üretilen verilerle, Gelibolu- Saroz-lşıklar dağını içine alan bölgenin jeomorfolojik özellikleri belirlenmiştir. Daha önce klasik yöntemlerle yapılan bu jeomorfolojik çalışmaların, sayısal arazi modeli kullanıldığında, geniş alanlarda çok daha hızlı ve doğru olarak yapıldığı ortaya konmuştur. Bu çalışmada eğim gruplarına göre düzlükler ile (eğimi < % 5) yamaçlar (eğimi>%5) ayırt edilmiştir ve sayısal arazi modeli üzerinden yüzey profilleri elde edilmiştir. Yüzey yamaç ilişkileri ortaya konarak daha önce bu bölgede yapılan çalışmalara paralel olarak 5 aşınım yüzeyi tespit edilmiştir. Bunlar; D-I(Alt-Orta Miyosen), D-II( Üst Miyosen), D-III(Üst Pleistosen), SY(Enalt-Orta Pleistosen), SA (Üst Pleistosen) yüzeyleridir. Uzaktan algılama verileri geniş bir alanda, farklı ölçekte görüntüye bakabilme olanağı sağlar. Jeolojik olarak bir bölgenin bir bütünlük içindedeğerlendirilebilmesi için büyük yapıları bir arada görebilme imkanı sağlayan uydu görüntüleri ve sayısal arazi modelleri birlikte kullanılabilir. Yapılan çalışmada uydu görüntüleri üzerinden Kuzey Anadolu Fayı Gaziköy-Saroz Segmentinin geometrisi incelenmiş olup şimdiye kadar düz bir çizgi olarak gösterilen bu segment üzerinde, Mürseli köyü doğusunda ve Mürseli-Yayaköy arasında basamak şeklinde iki süreksizlik belirlenmiştir. Bu basamakların genişleme türü olduğu söylenebilir. Fayın süreksizliği ile ilgili diğer bir özellik, Saroz baseni doğusunda Yeniköy-Sofular çevresinde saatin tersi yönünde yaklaşık 7° 'lik bir doğrultu değiştirmesidir. Bu saptama ayrıca değişik uydu verilerinden ve farklı açılardan görünüm olanakları olan sayısal arazi modeli kullanılarak belirlenmiştir. Uydu verilerinde görülen Evreşe ovası ile Koru dağı arakesitinin çizgiselliğinin fay olmadığı, Koru dağı antiklinalini oluşturan tabakaların sebep olduğu bir çizgisellik olduğu, farklı bakış yönlerine göre üretilen görüntülerde ayrıca belirlenmiştir. Sayısal arazi modeli üzerinden alınan profiller yardımıyla, Işıklar-Koru dağı yükseliminin kısalma miktarı 1.5 - 2.5 km., kısalma hızı 0.3 - 0.5 mm/yıl ve sıyrılma düzleminin derinliği 5-7 km. olarak hesaplanmıştır. Gene bu çalışmada, Kuzey Anadolu Fayının bu kesiminde önerilen 65 km.'lik atım verisi olan, Gelibolu - Işıklar dağı ötelenmesi sayısal arazi modeli ve uydu verileri kullanılarak test edilmeye çalışılmıştır. Yapılan profil analizlerinde bu iki yarım antiklinalinin bu yapılar ~ 500 m. yükseklikte iken beraber oldukları sonucuna varılmış olup, jeolojik ve jeomorfolojik veriler kullanıldığında Gelibolu yarım antiklinalinin uzun zamandır yükselmediği ve aşındığı sonucuna varılmıştır. Buna karşılık Işıklar dağının halen yavaş da olsa yükseldiği söylenebilir. Bu araştırmadan çıkan sonuçlar uydu verileri ile sayısal arazi modellerinin bir arada kullanıldığında herhangi bir aktif tektonik alanın jeomorfolojik ve jeolojik özelliklerinin hızlı ve doğru bir şekilde tanımlanmasının yapılabileceğini göstermektedir. xu

Abstract:
STUDY OF GEOMORPHOLOGICAL AND GEOLOGICAL CHARACTERISTICS ALONG THE NORTHERN STRAND OF THE NORTH ANATOLIAN FAULT BETWEEN GELİBOLU AND IŞIKLAR MOUNTAIN BY USING REMOTE SENSING DATA AND DIGITAL ELEVATION MODELLING SUMMARY Since the early 1970s, parallel to the developments in satellite and computer technology the remote sensing data have been utilized in a variety of subjects, forestry, cartography, geomorphology, geology, hydrology, urbanism, agriculture, etc., for the purpose to study the earth surface. At present, solution of a number of problems have been made easier through the advent of integrating the different data with the remote sensing data by transforming them into the same co-ordinate system, so that they are analyzed together. In this study, Gaziköy-Saros segment of the Northern Anatolian Fault and geomorphological, geological and tectonic structures around the Koru-lşıklar mountain have been analyzed by using the remote sensing data and digital elevation model. For this purpose, topographic maps of 1/25 000 scale and Landsat 5 TM and Spot P satellite data have been used. By transforming the remote sensing data into UTM projection system, its integration has been achieved with the topographic maps the contour lines which are digitized every 20 meters interval. Details of land use was easily obtained by classifying the satellite data and compared with the ground data. By matching different characteristics from different satellites, high resolution images were obtained. The image enhancement method is applied by using principal components analysis, result of which precise boundaries of a great number of land features were obtained compared to the original images. Using the bilinear interpolation method produced digital elevation model. The digital elevation model in the raster form was obtained by making vector-raster transformation and attributing the maximum altitude value to 255 grey colour value and minimum altitude value to 0 grey color value. With the data processed by using the methods explained above, geomorphological features of the area covering Gelibolu-Saros-Işıklar mountain have been determined. It has been proved that the geomorphological characteristics studied by classical methods, could be achieved much faster and more accurately in large areas when digital elevation model is used. In this study, flat terrains (slopes < 5 % ) and slopes (slopes > 5 % ) have been sorted and their surface profiles have been obtained from the digital elevation model. By indicating the surface - slope relations, 5 erosion surfaces have been found out parallel to the previous studies in the area. These are D-I (Lower-Middle Miocene), D-II (Upper Miocene), DI1 (Upper Pleistocene),SY (Lower-Middle Pleistocene), SA (Upper Pleistocene) surfaces.Remote sensing data makes it possible to look at images with different scale. If satellite images and digital elevation models are jointly used geological structures can be studied in a regional scale. In this study, geometry of the Gaziköy-Saros Segment of the North Anatolian Fault was analyzed and two small releasing step over one to the east of Mürseli village and the other one between Mürseli and Yayaköy, were identified, which so far has been considered as a straight line. The another discontinuity of the fault is located that about 7 ° anti-clockwise directional change located between Yeniköy-Sofular to the east of Saros basin. This anguler changes has defined both various satellite data and digital elevation model from and looked at from different angles. It has been also suggested that the linearity of the Evreşe Plain and Koru Mountain intersection that is seen in the satellite data was not a fault but a linearity caused by the layers forming the Koru Mountain Anticline. Profiles produced from the digital elevation model are used to calculate the amount of shortening as 1.5 - 2.5 km. This amount given about 0.3 - 0.5 mm/year shortening rate if the age of the fault is considered as 4 - 5 Ma. By using the same profiles we also calculated 5-7 km. dept of detachment which produces the İşıklar, Saroz and Koru mountain folds. Comparison of profiles of Işıklar and Gelibolu half anticlines suggests that these half anticlines were together until when they were ~ 500 m. elevation and then they were cut and offset by the fault. Since then the Işıklar contoured to uplift while the Gelibolu part has been stable and subjected to ~ 20 % erosion. This study clearly illustrates that satellite and digital elevation data are very useful tools to analyze many different aspects of geomorphological and geological characteristics of any active tectonic regions. xiv