Harita mashup uygulamalarıyla zamana ve mekâna bağlı görsel analitik ortamı oluşturulması: Konya Kapalı Havzası örneği
Developing a geo-temporal visual analytics environment with map mashups: A case study on Konya Closed Basin
Yazar: OSMAN SAMİ KIRTILOĞLU
Danışman: PROF. DR. İBRAHİM ÖZTUĞ BİLDİRİCİ
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Harita Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2016
Konu: Jeodezi ve Fotogrametri = Geodesy and Photogrammetry

Özet:
Bu tezde, web ve web'in sunduğu yeni teknolojiler, Konya Kapalı Havzası (KKH) sınırları içerisinde zemin çökmelerinin ve nedenlerinin araştırılması için etkili ve etkileşimli görsel ara yüzlerin oluşturulmasında, temel araç olarak kullanılmıştır. Çalışma kapsamında zemin çökmelerini tetikleyebilecek farklı parametreler için çoklu kaynaklardan elde edilen veriler analiz edilmiştir. Sonuçların bir Coğrafi Bilgi Sistemi (CBS) altyapısında, ücretsiz web tabanlı haritalama ve diğer amaçlara uygun servisler kullanılarak, web üzerinden dağıtımının yapılabilmesi için, bir harita mashup uygulaması oluşturulmuştur. Oluşturulan uygulamayla, mevcut verilerin ve bu veriler arasındaki ilişkilerin keşfedilmesinde etkili ve anlaşılabilir görsel yöntem ve araçların kullanılması amaçlanmıştır. Bu amaç doğrultusunda bilgi yönetimi, istatistiksel analizler, karar bilimleri ve daha birçok alanı bütüncül bir yaklaşımla birleştiren görsel analitik yaklaşımı ve bu yaklaşımın bir alt dalı olan mekânsal görsel analitik yaklaşımlarına odaklanılmıştır. Temel amaç, mashup mimarisine dayanan ve CBS fonksiyonelliklerine sahip bir mekânsal görsel analitik ortamının değerlendirilmesi, tasarlanması ve geliştirilmesidir. Çalışma bölgesi, KKH, yaklaşık 62.000 km2 alana sahip, Anadolu Yarımadası'nın iç kesiminde bulunan, Konya, Karaman, Niğde ve Aksaray illerini de içine alan Türkiye'nin en büyük kapalı havzasıdır. Havza sınırları içerisinde farklı kaynaklardan elde edilen veriler GPS (Global Positioning System)/GNSS (Global Navigation Satellite System) gözlemleri, inklinometrik ölçümler, yeraltı su seviyesi ölçümleri, meteorolojik yağış verileri, radar uydusu verileri (InSAR) ve normalleştirilmiş fark bitki endeksi (NDVI) verilerini içermektedir. Bu verilerle gerçekleştirilen analizlerin sonuçlarının, web üzerinden dağıtımının yapılabilmesi için Google Map API V3 (Application Programming Interface), Google Fusion Tables API, AJAX, Google Drive ve High Charts API servisleri kullanılmaktadır. Uygulama aynı zamanda esneklik ve daha fazla etkileşim için HTML (HyperText Markup Language), CSS (Cascading Style Sheet) ve JavaScript gibi web istemci teknolojilerini de kullanmaktadır. Bu teknolojiler kullanılarak web-tabanlı harita servislerinin hali hazırda sunmadığı, dış verinin katman olarak eklenmesi durumunda katman gruplandırma ve eklenen katmanların dinamik lejant alanlarının oluşturulması problemine bir çözüm geliştirilmiştir. Ayrıca genel amaçları konum paylaşmak, konum tabanlı aramalar ve reklam yayınları olan web harita servisleri ile gelişmiş mashup uygulamaları oluşturulması konusunda, mevcut servislerin henüz sunmadığı izoplet veri katmanlarının oluşturulması problemine yeni bir yaklaşımla çözüm sunulmaya çalışılmıştır. "Point in Polygon" ve "Multikuadrik Radyal Bazlı Fonksiyon" yaklaşımının kullanıldığı çözüm ile kullanıcılar, istatistiksel yüzeyleri oluşturabilmekte ve web-tabanlı harita servislerine katman olarak ekleyerek izoplet haritalar oluşturabilmektedir. Harita üzerine eklenen katmanların zamana bağlı olarak değişimlerinin izlenmesi için "Swipe Mode" adı verilen yeni bir ara yüz tasarlanmıştır. Bu ara yüz ile iki farklı katman eş zamanlı olarak harita üzerine eklenebilmekte ve geliştirilen ekran süpürme aracıyla katmanlar arasındaki değişimlerin izlenmesi sağlanmaktadır. Zamana bağlı değişimlerin izlenmesi için geliştirilen bir diğer yaklaşım ise zaman kaydırma çubuğu aracıdır. Bu araç, harita üzerine eklenecek katmanların zamana bağlı olarak çağırılmasını sağlamaktadır. 
Oluşturulan tüm görselleştirme bileşenleri herhangi bir web tarayıcısında çalışabilmekte ve kullanıcı dostu bir ara yüz sağlamaktadır. Uygulamanın geliştirilmesinde, gerçekleştirilen önceki çalışmalar detaylıca ele alınmış, uygun yöntem ve teknikler değerlendirilerek kullanılabilirlik, erişim kolaylığı, kısıtlamalar ve gizlilik politikası yönünden detaylı olarak incelenmiştir. Her ne kadar CBS işlevsellikleri sunan mashup uygulamalarının geliştirilmesi için uygun teknoloji ortamı oluşsa da, uzun zamandır tam CBS çözümleri sunan güçlü masaüstü platformlarla arasında işlevsellik bakımından daima bir boşluk bulunmaktadır. Tezde elde edilen katkıların bir araya getirilmesi ve hayata geçirilmesi ile web-tabanlı harita mashup uygulamaları ve güçlü masaüstü CBS uygulamaları arasındaki köprünün inşası için bir yapı taşı daha oluşturulmuştur.

Abstract:
In this thesis we use the web and its emerging technologies as the basis of creating an efficient and interactive visual interface for investigating the vertical displacements and its causes in Konya Closed Basin (KCB). In the scope of the work the data obtained from multiple sources that would trigger the ground deformation was analyzed. A map mashup application was created according to geographical information system (GIS) infrastructures for disseminating the analysis results by using free web-based mapping services. Another focus point of the thesis is to use effective and understandable visual tools and methods for discovering available data and their relations by the application that will be created. In accordance to this purpose we focused on the visual analytics concept which integrates data management, statical analysis, decision sciences and many others in a holistic way.  Geovisual analytics is a sub-domain of visual analytics and focuses on the geospatial knowledge construction and dissemination from massive geospatial data. The main objective is to assess, design and develop a GIS-like geovisual analytics environment, based on Mashup architecture. The study area KCB, is the Turkey's largest closed basin, located at the inner part of the Anatolian peninsula, covering an area of approximately 62,000 km2, and includes the provinces of Konya, Karaman, Nigde and Aksaray. The multi-sourced data in closed basin include GPS (Global Positioning System)/GNSS (Global Navigation Satellite System) observations, inclinometric measurements, ground water level measurements, meteorological precipitation data, radar satellite data (InSAR) and Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) data. The application uses Google Maps API V3, Google Fusion Tables API, Google Drive, AJAX and High Charts API to disseminate the obtained results through the Web. The application also utilized Web client technologies such as HTML (HyperText Markup Language), CSS (Cascading Style Sheet), and JavaScript for handling the response events and providing flexibility and more interactivity. A solution has been developed for layer classification of the added layers on the web map and creating dynamic legend windows of these layers when adding an external data layer on the map. In addition, the problem of creating isopleth maps with web mapping services has been discussed and a new tool which uses the "Point in Polygon Test" and "Multiquadric Radial Based Function" approaches has been generated as a solution for this problem. By using this tool, web users can create their own ispoleth data layers with their own statistical data and add this data layer to any web mapping service base map. To compare different layers in a single interface we created a new visual interface named "Swipe Mode". By this tool, users can add two different layers in a single interface as right and left layers and by using the drag bar they can swipe the screen to left or right to compare layers. Another tool to provide geo-temporal display of the layers is time-slider tool. By sliding the time bar to left and right, users can change the time and the layers according to time. 
All visualization components used in the development of mashup applications can run on any web browser and provides a user-friendly interface. In developing process of the application, previous studies have been discussed in detail, appropriate methods and techniques reviewed in detail and have been evaluated in terms of usability, accessibility, limitations and privacy policy. Bringing together all these contributions, one more building-block can be added to bridging the gap between desktop GIS applications and web-based map mashup applications.