Yapay su yapılarının yer yüzey sıcaklığı değişimine olan etkilerinin meteorolojik veriler ve uydu görüntüleri ile araştırılması: Afyonkarahisar örneği
Investigation of the effects of artificial water structures on change of surface  land temperature use meteorological data and satellite images: A case study of Afyonkarahisar
Yazar: NURULLAH GÖKDEMİR
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ AYCAN MURAT MARANGOZ ; DOÇ. DR. ALİİHSAN ŞEKERTEKİN
Zonguldak Bülent Ecevit Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Geomatik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Jeodezi ve Fotogrametri = Geodesy and Photogrammetry

Özet:
20. yüzyılın ilk çeyreğinde meydana gelen teknolojik gelişmeler sayesinde insan hayatını önemli ölçüde etkileyen küresel ısınma ve iklim değişikliği tüm disiplinler tarafından çalışılmaktadır. İklim değişikliği parametreleri yersel ölçüm yöntemlerinin yanı sıra Uzaktan Algılama yöntemleriyle de takip edilebilmektedir.
Eski zamanlardan beri insanoğlunun su ihtiyacını karşılamak için yapay su yapıları yapılmaktadır. Sanayileşmenin ardından bu yapılar su kaynağı olmanın yanı sıra enerji kaynağı olarak da görülmüştür. Enerji üretiminin en doğal ve en ucuz yolu olan barajlar, içinde bulunduğumuz yüzyılda önem kazanmıştır. Tarımsal faaliyetlerin gelişmesi, taşkın koruma, enerji üretimi gibi amaçlarla inşa edilen baraj ve göletler bulunduğu bölgenin iklimini ve ekolojik dengesini değiştirmektedir.
Çalışma alanımızın bulunduğu Afyonkarahisar İli sınırları içerisinde Devlet Su İşleri Genel Müdürlüğü'nün yürüttüğü 1000 günde 1000 gölet (Gölsu) projesi ve EGE Gelişim Projesi (EGEGEP) kapsamında çok sayıda yapay su yapısı yapılmıştır. Bu çalışma dâhilinde Afyonkarahisar ili İhsaniye ilçesinde bulunan iki adet test alanı içerisinde inşa edilen yapay su yapılarının bölgedeki Yer Yüzey Sıcaklığı (YYS) değerlerine olan etkisi irdelenmiş ve Uzaktan Algılama teknikleri kullanılarak bu durum araştırılmıştır.
Çalışmamız kapsamında 2004 - 2019 yıllarının yaz aylarını kapsayan Landsat 5 ve Landsat 8 uydularına ait görüntüler Amerika Jeoloji Birliği (USGS: United States Geological Survey) tarafından temin edilmiştir. YYS tespitinde Işınım Transferi Denklemi (RTE: Radiative Transfer Equation) yöntemi kullanılmış ve bu yöntem için gerekli atmosferik parametreler NASA'nın Atmosferik Düzeltme Parametresi Hesaplayıcısı (AtmCorr: Atmospheric Correction Parameter Calculator) tarafından hesaplanmıştır.
Elde edilen YYS haritaları yardımıyla alan ve gölet bazlı YYS analizi yapılmıştır. Alan bazlı YYS analizinde, 2 adet test alanı belirlenmiş ve zamansal YYS değişimleri araştırılmıştır. Bu değerlendirme sonuçlarına göre; 1. Test alanında 2004-2019 yılları arası çizdirilen eğilim çizgisi baz alındığında YYS değerlerinin yaklaşık 3.2 °C azaldığı tespit edilmiştir. Öte yandan 2. Test alanında aynı zaman aralığında yaklaşık 3.6 °C düşüş tespit edilmiştir. Gölet bazlı YYS analizinde genellikle inşa edilen göletlerin rezervuar alanlarındaki su miktarı arttıkça yakın çevresindeki kara yüzeylerine ait YYS değerlerinin azalma eğiliminde olduğu tespit edilmiştir.
Test alanında Yersel YYS ölçüm istasyonu bulunmadığı için YYS ile hava sıcaklığı değerlerinin karşılaştırılması yapılmıştır. Uzaktan Algılama yöntemleri kullanılarak elde edilen YYS değerleri ile test alanına en yakın istasyon olan İhsaniye meteorolojik gözlem istasyonuna ait günlük ortalama sıcaklık değerleri karşılaştırılmıştır. Karşılaştırma sonucu YYS ile hava sıcaklığı arasında korelasyon katsayısının %63 olduğu tespit edilmiştir. Yapılan çalışma sonucunda su yapılarının çevresini soğutma etkisi olduğu belirlenmiş ve Termal Uzaktan Algılama' nın bu durumun tespit edilmesinde etkili bir yöntem olduğu gözlemlenmiştir.

Abstract:
Thanks to the technological developments that occurred in the first quarter of the 20th century, global warming and climate change, which significantly affect human life, are studied by all disciplines. Climate change parameters can be followed by remote sensing methods as well as terrestrial measurement methods.
Since ancient times, artificial water structures have met the water needs of human beings. After industrialization, these structures were seen as energy sources as well as water sources. Dams, which are the most natural and cheapest way of energy production, have gained importance in our century. Dams and ponds built for purposes such as the development of agricultural activities, flood protection and energy production change the climate and ecological balance of the region.
Within the borders of Afyonkarahisar Province where our study area is located, many artificial water structures have been built within the scope of 1000 ponds (Gölsu) project and EGE Development project (EGEGEP) carried out by the General Directorate of State Hydraulic Works. Within thescope of this study, the effect of artificial water structures built on two test areas in İhsaniye district of Afyonkarahisar province on Land Surface Temperature (LST) values in the region was examined and this situation was investigated using Remote Sensing techniques.
As part of our study, images of Landsat 5 and Landsat 8 satellites covering the summer months of 2004 and 2019 were provided by the United States Geological Survey (USGS). Radiation Transfer Equation (RTE) method was used to determine the LST and the atmospheric parameters required for this method were calculated by NASA's Atmospheric Correction Parameter Calculator (AtmCorr).
With the help of the obtained LST maps, area and pond based LST analysis was performed. In area based LST analysis, 2 test areas were determined and temporal LST changes were examined. According to the evaluation results of the analysis, considering the trends line drawn between 2004-2019 in the 1st test area, the LST values decreased by approximately 3.2 °C. On the other hand, a decrease of approximately 3.6 °C was detected in the second test area in the same time interval. In the pond-based LST analysis, it was determined that as the amount of water in the reservoirs constructed generally increases, the LST values of the land surfaces in its vicinity tend to decrease.
Since there is no terrestrial LST measuring station in the test area, the comparison of LST with air temperature values was conducted. LST values obtained using remote sensing methods were compared with the daily average temperature values of the closest station to İhsaniye meteorological observation station. As a result of the comparison, it was determined that the correlation coefficient between LST and air temperature was 63%. As a result of the study, it has been determined that the water structures have a cooling effect and thermal remote sensing is an effective method for detecting this situation.