Farklı kaynaklardan üretilmiş sayısal yükseklik modelleri kullanılarak oyuntu erozyonunun bazı topoğrafik karakteristiklerinin belirlenmesi

Yıl 2017, Cilt: 5 Sayı: 1, 9 - 21, 30.06.2017

Mirwais Azami Recep Gündoğan Tuğrul Yakupoğlu

Öz

Topoğrafya toprak erozyonu süreçlerinde temel rol oynar. Topoğrafik karakteristiklerin elde edilmesinde arazi ölçümleri esastır fakat bu yöntem çok zaman alıcı ve maliyetlidir. Oysaki topoğrafik karakteristikler sayısal yükseklik modellerinden kolayca üretilebilir fakat sayısal yükseklik modellerinin kalitesi büyük önem taşır. Bu çalışmada Akdeniz Bölgesi’nde yer alan Topçu deresi mikrohavzasında, yükseklik, eğim, bakı, bileşik topoğrafik indeks gibi topoğrafik karakteristiklerin üretilmesi için ASTER-GDEM, SRTM ve eş yükseltilerden üretilen sayısal yükseklik modellerinin kalitesi incelenmiştir. Ayrıca oyuntu başlangıç noktaları bu modeller kullanılarak tahminlenmeye çalışılmıştır. Sayısal yükseklik modellerinin kalitesini belirlemek için sayısal yükseklik modellerinin yükseklik değerleri, GPS ile ölçülen yer kontrol noktaları ile karşılaştırılmıştır. Eş yükseklik eğrileri, SRTM ve ASTER-GDEM verilerinden üretilen modellerin doğruluğunu test etmede RMSE terimi kullanılmıştır. Adı geçen her bir modelin RMSE değerleri sırasıyla 3.5, 4.6 ve 14.6 olarak hesaplanmıştır. Bu sonuçlar eş yükselti eğrilerinden üretilen sayısal yükseklik modellerinin erozyon çalışmalarında kullanılacak topoğrafik karakteristiklerin elde edilmesinde diğer kaynaklara göre daha başarılı olduğunu göstermiştir. Uydu görüntüleri kullanılarak oluşturulan sayısal yükseklik modellerinden oyuntu başlangıç noktalarının tespiti mümkün olmamıştır. Bu durum çalışılan alanın görece küçük olmasına atfedilmiştir. Özellikle daha hassas sayısal yükseklik modellerine gerek duyulan ve geniş alanlarda yürütülecek oyuntu erozyonu çalışmalarında, SRTM verilerinden sayısal yükseklik modellerini üretmek amacıyla yararlanılabilir.

Anahtar Kelimeler

Bileşik topoğrafik indeks, erozyon, sayısal yükseklik modeli, topoğrafya

Determination of some topographical characteristics of gully erosion by using digital elevation models obtained from different sources

Öz

Topography plays basic role in soil erosion processes. Topographic characteristics can be easily generated from digital models but quality is very important. In this research we investigated the quality of digital elevation models which obtained from ASTER GDM, SRTM and contours to produce topographical characteristics such as elevation, slope, aspect, and compound topographical index in micro catchment of Topçu creek in Mediterranean region of Turkey. In addition, tried to estimate gully risk points by using these models. To determine quality of digital elevation models, the altitude values of digital models were compared with the ground control points by GPS. Computed the RMSE to test the accuracy of digital elevation models derived from topographic map, SRTM and ASTER-GDEM. The RMSE values were 3.5, 4.6 and 14.6 meter for digital elevation models of counter based, SRTM and ASTER-GDEM, respectively. The results showed that digital elevation model from contours was more successful than SRTM and ASTER-GDEM ones to produce topographical characteristics for soil erosion studies. On the other hand, estimating of gully risk points by using digital elevation models generated from satellite data was not possible. Especially in the study of gully erosion studies, which require more sensitive digital elevation models, and will be carried out in large areas, SRTM data can be used to generate digital height models.

Anahtar Kelimeler

Compound topographical index, digital elevation model, topography

Kaynakça

• Arslanbek L, 2009. Farklı Kaynaklardan Elde Edilen Sayısal Yükseklik Modellerinin Ortofoto Doğruluğuna Etkilerinin Araştırılması. Yüksek Lisans Tezi, Afyon Kocatepe Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Afyonkarahisar. Ayhan E, Erden Ö, Atay G, 2007. Sayısal yükseklik modelinin ortofoto üretimine etkisi. Harita ve Kadastro Mühendisleri Odasi 11. Türkiye Harita Bilimsel ve Teknik Kurultayı, 2-6 Nisan, Ankara. Bohner J, Antonic O, 2009. Land-surface parameters specific to topo-climatology. In: Geomorphometry: Concepts, Software, Applications (eds: Hengl T, Reuter HI), Elsevier, Amsterdam, Netherland, 195-226. Cerda A, 1998. The influence of aspect and vegetation on seasonal changes in erosion under rainfall simulation on a clay soil in Spain. Canadian Journal of Soil Science 78: 321-330. Çoban HO, Eker M, 2009. SRTM verileri ile bazı topoğrafik analizler: Isparta Orman Bölge Müdürlüğü örneği. Süleyman Demirel Üniversitesi Orman Fakültesi Dergisi A2: 76-91. Eckert S, Kellenberger T, Itten K, 2004. Accuracy Assessment of Automatically Derived Digital Elevation Models from Aster Data in Mountainous Terrain: RSL-Remote Sensing Laboratories, Department of Geography, University of Zurich, CH-8057 Zurich, Switzerland. ESRI, 2011. ArcGIS Desktop: Realease 10. Redlans, Ca: Environmetal Systems Research Institude. Fang H, Guo M, 2015. Aspect-induced differences in soil erosion intensity in a gullied hilly region on the Chinese Loess Plateau. Environmental Earth Sciences 74(7): 5677-5685. Franklin SE, 1991. Satellite remote sensing of mountain geomorphic surfaces. Canadian Journal of Remote Sensing 17: 218-229. Gillin CP, Bailey SW, McGuire KJ, Prisley SP, 2015. Evaluation of lidar-derived DEMs through terrain analysis and field comparison. Photogrammetric Engineering & Remote Sensing 81(5): 387-396. Gündoğan R, Akay AE, 2007. Coğ rafi bilgi sistemleri teknolojisi kullanılarak topoğ rafik haritalardan eğim ve bakı bilgilerinin üretilmesi. KSÜ Fen ve Mühendislik Dergisi 10(1): 141-147. JPL, 2008. SRTM (Shuttle Radar Topography Mission). Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, USA, Available at: http://www2.jpl.nasa.gov/srtm/ index.html. Kodge BG, Hiremath PS, 2011. Elevation contour analysis and water body extraction for finding water scarcity locations using DEM. World Journal of Science and Technology 1(12): 29-34. Kuşvuran K, 2011. Mersin-Tarsus Topçu Deresi Havzasında Yağış, Akım ve Alt Havasında Sediment veriminin Araştırılması, Proje Sonuç Raporu, Tarım ve Köyişleri Bakanklığı Tarımsal Araştırmaları Genel Müdürlüğü Toprak ve Su Kaynakları Tarsus Araştırma Enstitüsü, Mersin. Miller CL, Leflamme RA, 1958. The digital terrain model-theory and application. Photogrammetric Engineering 24: 433442. Mitasova H, Mitas L, Russell SH, 2005. Simultaneous spline approximation and topographic analysis for lidar elevation data ın open source GIS: IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters 2(4): 375-379. Morgan RPC, 1996. Soil Erosion & Conservation. Longman, 2nd edition. Essex, England. Poesen J, Nachtergaele J, Verstraeten G, Valentin C, 2003. Gully erosion and environmental change: Importance and research needs. Catena 50:91-133. Parker C, Bingner RL, Thorne C, Wells RR, 2010. Automated mapping of the potentıial for ephemeral gully formation in agricultural watersheds. 2nd Joint Federal Interagency Conference, June 27- July 1, Las Vegas, NV. Saygılı A, 2008. SRTM Shuttle Radar Topography Mission) Verilerinden Elde Edilen Sayısal Yükseklik Modellerinin Doğruluğunun İncelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul. Saygılı A, 2004. Coğrafi Bilgi Teknolojilerinde Sayısal Yükseklik Paftalarının Arazi Karakteristik Hatları Kullanılarak Otomatik İyileştirilmesine İlişkin Bir Sistem Geliştirme ve Gerçekleştirme, Lisans Tezi. Harita Yüksek Teknik Okulu, Ankara. Speight JG, 1980, The role of topography in controlling throughflow generation: A discussion. Earth Surface Processes 5: 187191. Şahin İ, 2007. Farklı Kaynaklardan Elde Edilen Sayısal Yükseklik Modellerinin Ortofoto Doğruluğuna Etkilerinin Araştırılması. Yüksek Lisans Tezi, Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Konya. Takagi M, 1998, Accuracy of Digital Elevation Model According to Spatial Resolution. Department of Infrastructure Systems Engineering, Kochi University of Technology. Tosa-Yamada, Kochi 782-8502, Japan. TOPRAKSU 1974, Seyhan Havzası Toprakları. Köy İşleri ve Kooperatifler Bakanlığı Yayınları: 202, Topraksu Genel Müdürlüğü Yayınları, 286, Ankara. Thompson J, Bell J, Buttlet CA, 2001. Digital elevation model resolution: effects on terrain attribute calculation and quantitative soil-landscape modelling. Geoderma 100: 67-89. Thorne CR, Zevenbergen L W, 1984. On-site Prediction of Ephemeral Gully Erosion. Report to the US Department of Agriculture, Agricultural Research and Soil Conservation Services. USA. Valentin C, Poesen J, Li Y, 2005. Gully erosion: Impacts, factors and control. Catena 63: 132-153. Wu S, Li J, Huang GH, 2008. A study on DEM-derived primary topographic attributes for hydrologic applications: Sensitivity to elevation data resolution. Applied Geography 28: 210-223. Yastıklı N, Esirtgen F, 2011. Sayısal yükseklik modellerinde kalite değerlendirme ve doğruluk analizi. TMMB Harita ve Kadastro Mühendisleri Odası 13. Türkiye Harita Bilimsel ve Teknik Kurultayı 18-22 Nisan, Ankara. Yastıklı N, Jacobsen K, 2002. Kentsel alanlarda otomatik sayısal yükseklik modeli üretimi, sorunlar ve sınırlamalar. Available at: https://www.ipi.uni-hannover.de/uploads/tx_tkpublikationen/yast_03.pdf. Yao C, McCool DK, Elliot WJ, 2010. DEM resolution effects on hillslope length and steepness estimates for erosion modeling. ASABE 10: 1-19. Zhang JX, Wu JQ, Chang K, Elliot WJ, Dun S, 2009. Effects of DEM source and resolution on WEPP hydrologic and erosion simulation: A case study of two forest watersheds in northern Idaho. ASABE 52: 447-457. Zevenbergen LW, Thorne CR, 1987. Quantitative analysis of land surface topography. Earth Surface Processes And Landforms 12: 47-56. Zomer R, Ustin S, Ives J, 2002. Using satellite remote sensing for dem extraction in complex mountainous terrain: Landscape analysis of the Makalu Barun National Park of Eastern Nepal. International Journal of Remote Sensing 23: 125-143.