Şeker pancarı ekili alanların ve rotasyon uygulamalarının çok yıllık uydu verileri ile izlenmesi
Monitoring of sugar beet cultivated areas and rotation practices by multi-temporal satellite data
Yazar: BURCU BOZTAŞ
Danışman: DOÇ. DR. MUSTAFA TOLGA ESETLİLİ
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Toprak Bilimi ve Bitki Besleme Ana Bilim Dalı / Toprak Bilimi Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Ziraat = Agriculture

Özet:
Dünya nüfusunun 2050 yılına kadar yaklaşık 11 milyara yükselmesi beklenmektedir. Bu nüfus artışı, dünya çapında gıda üretim sistemlerini doğrudan etkileyecektir. Ayrıca; hızlı kentleşme, sanayi alanları, yanlış arazi kullanımı ve erozyon gibi nedenlerden dolayı verimli tarımsal arazilerin kaybı her geçen yıl artarak devam etmektedir. Kesintisiz gıda üretiminin sağlanabilmesi, üretim planlamalarının yapılabilmesi, tarım arazilerinin doğru kullanılması ve korunabilmesi için mevcut ekim alanlarının belirlenmesi, haritalanması ve bu alanların izlemesine yönelik yeni yöntemlerin geliştirilmesi gerekmektedir.
Ülkemizde şeker pancarı, hem tarımsal açıdan hem de sanayide önemli bir yere sahiptir. Dünyada stratejik bir ürün olarak kabul edilen şekerin yaklaşık %20'si şeker pancarından üretilmektedir. İklim ve toprak şartlarının uygunluğu nedeniyle, ülkemizde üretilen şekerin tamamı şeker pancarından elde edilmektedir. 
Şeker pancarı bitkisinin stratejik değer taşıyan bir tarımsal ürün olması nedeniyle üretim istikrarsızlığı ulusal tarım politikalarında önemli ekonomik tartışmalara neden olmaktadır. Bu nedenle planlanan verim ve kalitenin elde edilmesi, pancar bitkisinin optimum gelişme koşulları ile yetiştiriciliğinin yapılması ve ekiminden hasadına kadar izlenmesini gerektirmektedir. Bu aşamada, geniş alanlarda tarımı yapılan şeker pancarı ekili alanların tespit edilmesi ve izlenmesi için geleneksel yöntemlerin dışında gelişen uydu teknolojilerinin kullanılması birçok açıdan avantaj sağlamaktadır. Özellikle tarım alanlarının izlenmesi, ürün desenlerinin belirlenmesi, rekolte tahmini, zararlı tespiti, değişim tespitleri gibi birçok konuda uzaktan algılama teknolojisi hızlı ve etkin çözümler sunmaktadır. 
Çalışmada Kayseri ili Kocasinan ilçesinin bazı mahallelerinde yetiştiriciliği yapılan şeker pancarı ekili alanların belirlenmesi, yıllar bazında izlenmesi ve buna bağlı olarak yıllar içerisinde değişen ekim rotasyonunun belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu amaç doğrultusunda şeker pancarı ekili alanları sınıflandırmak için 2019, 2020 ve 2021 yıllarına ait Sentinel-2 optik uydu görüntüleri kullanılmıştır. Şeker pancarı ekili alanların sınıflandırılmasında ise yalnızca spektral farklılıkların değil aynı zamanda objelerin şekil, renk, doku, boyut gibi özelliklerinin de dikkate alındığı obje tabanlı sınıflandırma algoritmaları tercih edilmiştir. 
Uydu görüntülerinin sınıflandırılması sonucunda çalışma alanında 2019 yılında 26.770 dekar şeker pancarı ekili alanı tespit edilirken, 2020 yılı için ise 25.000 dekar olarak tespit edilmiştir. Güncel olarak 2021 yılı uydu görüntülerinin sınıflandırılması sonucu şeker pancarı ekili alanların 19.749 dekar olacağı tahmin edilmiştir. Çalışmanın son aşamasında şeker pancarı ekili alanların sınıflandırma sonuçları temel alınarak 2019-2020, 2020-2021, 2019-2020-2021 yılları içerisindeki şeker pancarı ekili alanların rotasyon (ekim nöbeti) değişim analizi gerçekleştirilmiştir. Rotasyon değişim analizleri sonucunda 2019-2020 yılları için 1.158 dekar, 2020-2021 yılları için 1.100 dekar ve 2019-2020-2021 yılları için ise 869 dekarlık aynı alanda şeker pancarı ekimi yapıldığı belirlenmiştir.
Anahtar kelimeler: Şeker pancarı, uzaktan algılama, obje tabanlı sınıflandırma, ekim nöbeti

Abstract:
The world's population is expected to rise to 11 billion by 2050. This population growth will directly affect food production systems worldwide. In addition, the loss of fertile agricultural lands continues to increase every year due to reasons such as rapid urbanization, expanding industrial areas, misuse of land and erosion. It is necessary to develop new methods for identifying, mapping and monitoring existing cultivated areas in order to ensure uninterrupted food production, conduct production plans, and use and protect agricultural lands correctly.
In our country, sugar beet has an important place both in agriculture and industry. Approximately 20% of sugar, which is considered a strategic product in the world, is produced from sugar beet. Due to the suitability of climate and soil conditions, all of the sugar produced in our country is obtained from sugar beet. 
Since sugar beet is an agricultural product with strategic value, production instability causes important economic debates in national agricultural policies. For this reason, it is necessary to achieve the planned yield and quality, to cultivate the beet plant with optimum development conditions and to monitor it from planting to harvest. The use of satellite technologies developed differently from the traditional methods provides many advantages at determining and monitoring sugar beet cultivated in large areas. Remote sensing technology offers fast and effective solutions in many areas such as monitoring agricultural areas, determining crop patterns, change detection, yield estimation and pest detection. 
In the study, it was aimed to determine the sugar beet cultivated areas cultivated in some neighborhoods of Kocasinan district of Kayseri province, to monitor them on a yearly basis and to determine the changing cultivated rotation over the years. For this purpose, Sentinel-2 optical satellite images of 2019, 2020 and 2021 were used to classify sugar beet cultivated areas. In the classification of sugar beet cultivated areas, object-based classification algorithms were preferred, which takes into account not only the spectral differences, but also the features of the objects such as shape, colour, texture, size. 
As a result of the classification of satellite images, 26,770 decares of sugar beet cultivated area was determined in the study area in 2019, while it was determined as 25,000 decares for 2020. As a result of the classification of the satellite images of 2021, it has been estimated that the sugar beet cultivated areas will be 19,749 decares. In the last stage of the study, crop rotation change analysis of the sugar beet cultivated areas in the years 2019-2020, 2020-2021, 2019-2020,2021 was carried out based on the classification results obtained. It was determined as a result of the crop rotation change analysis, that 1,158 decares in 2019-2020, 1,100 decares in 2020-2021 and 869 decares in 2019-2020-2021, of the same area were cultivated with sugar beet.

Keywords: Sugar beet, remote sensing, object based classification, crop rotation