Coğrafi Bilgi Sistemleri Safa Burak GÜRLEYEN

Haftalık Konular 1. Hafta: Coğrafi Bilgi Sistemlerine ve Bilimine Giriş 2. Hafta: Coğrafi Bilgi Sistemlerine ve Bilimine Giriş (Devam) 3. Hafta: Temel Haritacılık Kavramları 4.Hafta: Konumsal Veritabanı Tasarımı 5.Hafta: Konuma Bağlı Analizler 6.Hafta: Konumsal Veri Altyapıları: Kuruluşlar, Politikalar ve Standartlar 7.Hafta: Ara Sınav 8.Hafta: Veri Sağlama 9.Hafta: Bilgi Hizmetleri ve CBS 10.Hafta: Bilgi Erişim Etkinliğinde CBS Uygulamaları 11.Hafta: Bilgi Kaynaklarının Entegrasyonu ve CBS 12.Hafta: Uygulama Örnekleri 13.Hafta: CBS’nin Bilgi Yönetimi Alanında Geleceği 14.Hafta: Yarıyıl Sonu Sınavı

Temel Haritacılık Kavramları Giriş Haritalar Ölçek Referans Yüzeyi Harita Projeksiyonları Koordinat Sistemleri

Giriş CBS’nin konumsal verileri toplama, yönetme ve sunma işlemlerini başarı ile gerçekleştirmesi için mevcut teknolojisinin temelinde yeryüzünün tanımlanması, analiz edilmesi ve yorumlanmasına yönelik modellerin varlığı bulunmaktadır. Bu modellerin oluşturulmasında da amaca yönelik hazırlanmış haritalar kullanılır. Ayrıca bu haritaların da sözel verilerle uyumlu olması gerekmektedir.

Giriş

Haritalar Harita; yeryüzünün kuşbakışı görüntüsünün belirli matematiksel ilişkiler kullanılarak küçültülmesi ve bir altlık üzerine çizilmesidir. Gerçek dünyada bulunan varlıkların birbirleriyle komşuluk, şekil, konum, yön, uzaklık gibi kriterlerle karşılanarak modellenmesi ile elde edilirler. Dünya üzerindeki her detayı gösteremezler, eğer böyle olsaydı okunamaz ve kullanışsız olurlardı.

Haritalar

Haritalar

Haritalar

Haritalar İlk başlarda yaşanılan çevreyi tanımak amacıyla kullanılan haritalar zamanla CBS teknolojisi ile bütünleşerek yer bilimleri, mühendislik, çevre planlama, sağlık, turizm, taşımacılık gibi birçok alanda kullanım imkanı bulmuştur. Haritaların temel amacı coğrafi oluşumlar ile ilgili tanımlamaları yapmak ve konumsal olan ve olmayan bilgiyi sağlamaktır.

Haritalar Harita ve harita benzeri gösterimleri üretmek amacıyla uygulanan, gerekli tüm çalışmaları kapsayan bilim, teknik ve sanata kartoğrafya denilmektedir. Kartoğrafya, mekansal bilgileri analog ya da sayısal biçimde toplayan, modelleyen, yapılandıran, değerlendiren, saklayan, çeşitli ortamlarda anlaşılır ve yansız (objektif) biçimde sunan (coğrafi bilginin kartografik iletişim bağlamında kullanıcıya iletilmesi) bir disiplindir.

Haritalar Mekansal veri işleme bağlamında Coğrafi Bilgi Sistemleri (CBS) hangi disiplinde uygulanırsa uygulansın, mekansal veriler obje tabanlı bir yapıya dönüştürülmeli, saklanmalı, analiz edilmeli ve kartoğrafik olarak sunulmalıdır. Bu kapsamdaki işlemler ya kartoğrafyanın uygulama alanındadır ya da kartoğrafyanın uygulama alanını tamamlayıcı niteliktedir. Kartografya alanında çalışan kişiye de kartoğraf denilir.

Haritalar Harita kavramı dört alt kavram üzerinde açıklanmaktadır. Bunlar; Ölçek, Referans Yüzeyi, Projeksiyon, Koordinat Sistemidir.

Ölçek Ölçek bir plan üzerinde belirtilmiş iki nokta arasındaki uzaklığın gerçek dünyada arazi üzerindeki karşılıkları arasındaki gerçek uzunluğa oranıdır. En basit şekilde şu formül ile ifade edilmektedir; Ölçek = Harita Üzerindeki Uzunluk Gerçek Uzunluk

Ölçek Burada önemli olan iki büyüklüğün de aynı ölçü birimiyle hesaplanmasıdır. Yani haritadaki uzunluk metre ise gerçek uzunluk da metre olmalıdır. Örneğin; Harita üzerinde A ve B noktaları arasındaki mesafe 10 cm olarak ölçüldüğünü kabul edelim. Bu uzaklığın gerçek dünyadaki karşılığı ise 100 m olsun. Bu durumda ölçeği hesaplarken öncelikle ölçü birimlerinin aynı olması sağlanmalıdır. Birimler cm.ye çevrildiğinde; Harita Üzerindeki Uzunluk = 10 cm Gerçek Uzunluk = 100 m = 10.000 cm Bu durumda ölçek; Ölçek = 10 / 10.000 = 1 / 1.000 olacaktır.

Ölçek Günümüzde ölçek kavramı aynı zamanda haritaların sınıflandırılmasında kullanılan yaklaşımların en önemlilerinden birisidir. Haritalar kullanıldıkları ölçeklere göre dört gruba ayrılırlar; 1.Planlar: Bazı hizmetleri karşılamak için üretilen özel haritalardır. Genellikle ölçeklerinin 1/100 ile 1/2000 arasında olduğu kabul edilmektedir. Vaziyet planları, mühendislik hizmetlerine ait planlar, kadastro planları, imar planları gibi haritalar bu kapsamda değerlendirilir.

Ölçek

Ölçek 2.Büyük Ölçekli Haritalar: Ölçekleri 1/1.000 ile 1/100.000 arasında olan çizimlerdir. Genellikle yeryüzünün topoğrafik yapısını gösteren haritalardır. 3.Orta Ölçekli Haritalar: Ölçekleri 1/100.000 ile 1/500.000 arasında olan yeryüzü hakkında detaysız bilgi veren haritalardır. 4.Küçük Ölçekli Haritalar: Ölçekleri 1/500.000’den küçük olan daha çok atlas ve duvar haritası olarak kullanılan haritalardır.

1/1.000 ve 1/5.000 ölçekli Harita Örnekleri

1/25.000 ve 1/50.000 ölçekli Harita Örnekleri

Ölçek Web harita servislerinde haritanın ölçeğinin bulunması; 1/25000 ölçekli haritalarda grid aralığı 1000m.(1 Km. 4 cm.) 1/50000 ölçekli haritalarda grid aralığı 1000m.(1 Km. 2 cm.) 1/100000 ölçekli haritalarda grid aralığı 5000m.(5 Km. 5 cm.) 1/250000 ölçekli haritalarda grid aralığı 10000m.(10 Km. 4 cm.)

Ölçek Ayrıca haritalar ölçekleri dışında da kullanım amaçlarına göre yeryüzünün doğal şeklini gösteren topoğrafik haritalar ile hava kirliliği, nüfus yoğunluğu, iklim, gürültü durumu, deprem risk durumu gibi değişik amaçlar için hazırlanan tematik haritalar olarak iki gruba ayrılırlar.

Ölçek Topoğrafik haritalar; Yunanca kökenli topos (yer) ve grafik (çizgilerden oluşturulmuş şekil) sözcüklerinden köken alan ve çizgilerden oluşmuş yerşekillerini anlatan haritalardır. Bu haritalar arazilerin doğal ve kültürel görünümlerini, yatay ve dikey durumlarını, yatay bir düzlemde ve belirli bir ölçek altında gösterirler. Harita kenar bilgileri, o haritanın hangi matematiksel yöntemle (projeksiyon) üretildiği, ölçeği, kim tarafından üretildiği gibi bilgileri barındırır.

Ölçek Özel İşaretler (Harita Lejandı); haritalar bir alanın doğal ve beşeri özellikleri ile ilgili birçok bilgi içerdiğinden ve bu bilgilerin tamamını da harita üzerinde vermeye olanak olmadığından bazı bilgiler haritanın kenarında verilir. Topoğrafik haritalar üzerinde bulunan başlıca öğeler; Engebeler, yeryüzü şekilleri (dağlar, tepeler, sırtlar vb.) Drenaj ağı, akarsu ağı (ırmak, çay, dere, kurudere) Durgun sular (göller, denizler, barajlar) Bitki örtüsü Kültürel yapıtlar (bina, yol, köprü, cami vb.)

Ölçek

Ölçek

Ölçek Topoğrafik haritalarda en çok kullanılan ve başvurulan unsur eş yükselti eğrileridir. 1/25000 lik haritada bu çizgilerden kalın olanları her 50 m.de bir, ince çizgiler her 10 m.de bir geçirilmiştir. Eğimin çok düşük olduğu yerlerde ise her 5 m.de bir geçirilmiştir. (Kırık çizgiler halinde) Eş yükselti eğrisinin deniz seviyesine göre yüksekliğine o eğrinin yüksekliği, rakımı veya kotu denir. Eş yükselti eğrileri hiçbir zaman kesişmezler, dik eğrilerde eş yükselti eğrileri birbirlerine çok yaklaşırken düzlüklerde aralıklı bir konum alırlar. Eş yükselti eğrileri vadilerde iç bükey, sırtlarda dış bükey şeklinde çizilmiştir.

Haritalar

Referans Yüzeyi Yerküre üzerinde bulunan denizler, kıtalar, ve yerin altında bulunan tabakalar düzenli bir dağılım göstermediği için dünyanın şeklini tam olarak belirleyebilmek amacıyla jeoid (geoid) kavramı geliştirilmiştir. Jeoid, karaların altından da devam ettiği varsayılan durgun deniz yüzeyleri olarak tanımlanmaktadır. Günümüzde dünyanın gerçek şekli tarif edilirken jeoid kavramı kullanılmaktadır.

Referans Yüzeyi

Referans Yüzeyi Jeoid matematiksel olarak tanımlanamadığı için harita yapımında referans yüzeyi olarak kabul edilememektedir. Bunun için farklı referans yüzeyleri kabul edilerek işlemlerin bunlar üzerinden yapılması öngörülmüştür. Eğer çalışma alanı olarak belirlenen alan 50 km2den küçükse yapılacak haritalar için referans yüzeyi olarak düzlem kabul edilebilmektedir. Gerçek dünya üzerinde sanki düzlem üzerinde çalışıyormuş gibi çalışılır.

Referans Yüzeyi Çalışma alanı 50 km2 ile 5000 km2 arasında bir büyüklüğü kapsıyorsa referans yüzeyi olarak küre alınmaktadır. Daha büyük alanlarda ise dönel elipsoid kullanılmaktadır, çünkü dünyanın şekline en yakın ve matematiksel olarak ifade edilebilen şekil budur.

Referans Yüzeyi Referans yüzeylerinin seçimi haritaların üretilmesi açısından büyük önem taşımaktadır. Haritaların çizileceği altlık düzlem olduğu için, referans yüzeyi olarak gerçek dünya kabul edilen düzlem, küre ve elipsoid üzerinde yapılan işlemlerin altlıklara aktarılması arasında önemli farklılıklar olmaktadır. Örneğin elipsoid 3 boyutlu bir şekil olduğu için 2 boyutlu harita ortamına aktarırken bazı kurallara uyulması gerekmektedir. Bu kuralları açıklayabilmek için de harita projeksiyonu kavramı geliştirilmiştir.

Harita Projeksiyonları Eğrisel bir üç boyutlu şeklin birebir düzlem üzerine aktarılması olanaksızdır. Bu sorunu aşmanın en etkili yolu ise elipsoidi belirli geometrik ve matematiksel referanslar kullanarak düzleme aktarmaktır. Bu açıdan bakıldığında projeksiyon, fiziksel yeryüzünün geometrik bir yüzeye iz düşürülmesidir. İz düşürülebilecek şekiller ise düzlem, silindirik ve konik şekillerdir.

Harita Projeksiyonları Silindirik Projeksiyon ile Ekvatora yakın yerlerin çizimi düzgün olmakta, gerçek alan korunmaktadır. O bölgedeki ülkeler (Brezilya, Tunus vb.) gerçeğe en yakın biçimde çizilebilir. Konik Projeksiyon ise orta enlemlerin çiziminde kullanılır. Bu yöntem ile orta enlemlerdeki bölgeler (Türkiye, ABD vb.) gerçek alanını korur. Düzlem Projeksiyon yönteminden ise Kutup Bölgelerinin çiziminde yararlanılır.

Koordinat Sistemleri Dünya üzerinde bir noktanın konumunun belirlenmesi koordinat kavramının tanımlanması ile mümkün olmaktadır. Bir noktanın diğerinin doğusunda veya batısında olması yada aralarında yükseklik farkı olması gibi ilişkiler aslında onların koordinatları arasındaki farklılıklardan oluşmaktadır. Arazi veya harita üzerindeki bir noktanın kabul edilen bir başlangıç sistemine göre yerini bulmak için haritalara çizilen çizgilere koordinat sistemi, buradaki bir noktanın yerini belirlemeye yarayan elemanlara da koordinat denilir. Günümüzde kullanılan üç önemli koordinat sistemi; Kartezyen Koordinat Sistemi, Coğrafi Koordinat Sistemi, Projeksiyon Koordinat Sistemi.

Koordinat Sistemleri Kartezyen koordinat sistemi daha çok küçük alanları kapsayan uygulamalar için kullanılmaktadır, matematiksel olarak ifade edilmesi çok kolaydır.

Koordinat Sistemleri Coğrafi koordinat sistemi ise koordinatları enlem ve boylamlarla ifade etmektedir. Bunun için dünyayı saran bir koordinat sisteminin olduğu farzedilir ve kuzey ve güneyde 1 derecelik aralıklı 90’ar tane paralel daireleri ile gene 1 derecelik aralıklı 180’er tane doğu ve batı meridyenleri ile ifade edilir. Enlem bir noktadan geçen paralelin ekvatora olan açısal mesafesi, boylam da bir noktadan geçen meridyenin başlangıç meridyeni düzlemi ile arasındaki açı ile tanımlanmaktadır.

Koordinat Sistemleri

Koordinat Sistemleri Haritaların her köşesinde o köşelere ait enlem ve boylam değerleri yazılıdır, ayrıca kitabelerinde enlem ve boylamlara ait siyah beyaz işaretlenmiş birer dakikalık çizgiler bulunmaktadır.

Koordinat Sistemleri Projeksiyon koordinat sistemi ise çoğunlukla büyük alanları kapsayan çalışmalarda kullanılmaktadır. Projeksiyon yöntemlerinin harita yüzeyine aktarılması ile oluşturulur. Birçok projeksiyon koordinat sistemi bulunmasına rağmen uluslararası seviyede geçerli olan ve ülkemizde de kullanılan Gauss-Krüger projeksiyonuna dayalı UTM (Universal Transvers Mercator) projeksiyonu en önemlisidir.

Koordinat Sistemleri Bu sistemde dünya yüzeyi 6 derecelik boylam aralıkları ile 60 dilime ayrılmıştır. Referans enlemi ise ekvator olarak kabul edilmiştir. Her dilim bir projeksiyon sistemine karşılık gelmekte, her dilimin ayrı koordinat sistemi bulunmaktadır. Dilim orta meridyeninin sağı ve solu 3 derecedir. Her bir dilimin orta meridyeni x ekseni, ekvator ise y ekseni olarak kabul edilmiştir. Dilim içerisinde kalan noktaların koordinatları da buna göre belirlenir. Türkiye yaklaşık olarak 26-45 doğu meridyenleri arasında kaldığı için dört dilime sahiptir.

Koordinat Sistemleri

Koordinat Sistemleri

Öğrenilen Konular... Giriş Haritalar Ölçek Referans Yüzeyi Harita Projeksiyonları Koordinat Sistemleri

Öğrenilen Konular...

Öğrenilen Konular...

Haftaya İşlenecek Konu 1. Hafta: Coğrafi Bilgi Sistemlerine ve Bilimine Giriş 2. Hafta: Coğrafi Bilgi Sistemlerine ve Bilimine Giriş (Devam) 3. Hafta: Temel Haritacılık Kavramları 4.Hafta: Konumsal Veritabanı Tasarımı 5.Hafta: Konuma Bağlı Analizler 6.Hafta: Konumsal Veri Altyapıları: Kuruluşlar, Politikalar ve Standartlar 7.Hafta: Ara Sınav 8.Hafta: Veri Sağlama 9.Hafta: Bilgi Hizmetleri ve CBS 10.Hafta: Bilgi Erişim Etkinliğinde CBS Uygulamaları 11.Hafta: Bilgi Kaynaklarının Entegrasyonu ve CBS 12.Hafta: Uygulama Örnekleri 13.Hafta: CBS’nin Bilgi Yönetimi Alanında Geleceği 14.Hafta: Yarıyıl Sonu Sınavı

Ödev ! Öznitelik verisi ve Konumsal veriyi açıklayınız. Vektör Veri nedir? Raster Veri nedir? Vektör ve Raster veri yapılarını etrafınızdan güncel bir örnek ile çiziniz.