Modıs fraksiyonel kar örtüsü ürününün doğrulama çalışmaları için sentinel 2 görüntülerinin uygunluğunun değerlendirilmesi
Assessing the suitability of sentinel 2 imagery for the validation efforts of modis fractional snow cover product
Yazar: UĞUR TUTTU
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ SEMİH KUTER
Çankırı Karatekin Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Orman Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Ormancılık ve Orman Mühendisliği = Forestry and Forest Engineering

Özet:
Bu çalışmanın ana amacı orta çözünürlüklü görüntüleme spektroradyometresi (moderate resolution
imaging spectroradiometer - MODIS)'ne ait etkili kar kaplı alan (EKKA) ürününün Türkiye
üzerinde sürekli doğrulama çalışmalarının yapılabilmesi için Sentinel 2 uydu görüntülerinin
uygunluğunun değerlendirilmesidir. Çalışmanın ilk aşamasında, üç farklı ikili kar haritalama
algoritması uygulanarak elde edilen Sentinel 2 ikili kar örtüsü haritaları, yer istasyonlarından elde
edilen kar derinliği ölçümleri ile test edilmiştir. Sentinel 2 ikili kar haritalarının performansını
değerlendirmek için Kasım 2017 ile Nisan 2018 arasında çekilen 205 Sentinel 2 görüntüsü ile 75
yer gözlem istasyonundan alınan 286 kar derinliği ölçümü kullanılmıştır. Üç farklı ikili kar
haritalama algoritmasınında, POD ≥ 0.82, FAR ≈ 0.70 ve ACC ≥ 0.80 değerleri ile saha bazlı kar
derinliği verileriyle yüksek uyum içinde olduğu tespit edilmiştir. İkinci aşamada, 2017-2018 kar
sezonu için Türkiye üzerinde çekilen 200 MODIS EKKA görüntüsü, Sentinel 2 ikili kar
haritalarından elde edilen referans EKKA haritaları kullanılarak test edilmiştir. Genel sonuçlar,
MODIS EKKA ürünü olan MOD10A1'in RMSE = 0.13 ve R = 0.88 değerleri ile oldukça iyi bir
performans sergilediğini göstermiştir. Ay bazlı performans metrikleri analiz edildiğinde,
MOD10A1 ürününün doğruluğunun Nisan ayında düştüğü ve bu davranışın temel olarak erime
süresi boyunca yamalı kar örtüsüne bağlandığı gözlenmiştir. Buna ek olarak, MOD10A1'in
ormanlık alanlarda daha düşük performans sergilediği, ancak savanların ve karışık tarım 
arazilerinin hakim olduğu alanlarda doğruluğunun yüksek olduğu bulunmuştur.

Abstract:
This study mainly focuses on investigating the suitability of Sentinel 2 data for the continous
validation efforts of fractional snow cover (FSC) product of moderate resolution imaging
spectroradiometer (MODIS) over Turkey. In the first stage of the study, Sentinel 2 binary snow
cover maps obtained by applying three different binary snow mapping algorithms were tested
against in-situ snow depth measurements. In total, 205 Sentinel 2 images taken between
November 2017 and April 2018, 286 snow depth measurement from 75 ground observation
stations were used to assess the performance of Sentinel 2 binary snow maps. All three binary
snow mapping algortihms were in good aggreement with in-situ snow depth data with POD ≥
0.82, FAR ≈ 0.70 and ACC ≥ 0.80. In the second stage, 200 MODIS FSC images for the 2017- 2018 snow season over Turkey were tested by using reference FSC maps generated from Sentinel 2 binary snow maps. Overalll results indicated that MODIS FSC product, namely, MOD10A1 exhibited quite good performance with RMSE = 0.13 and R = 0.88. When the monthly-based performance metrics were anlysed it was observed that the accuracy of MOD10A1 product degraded in April and this behaviour was mainly attributed to the patchy snow cover during the melting period. Additionally, MOD10A1 was found to exhibit poorer performance over forested areas, whereas its accuracy was high over areas dominated by savannas and mixed agricultural lands.