BOŞ ÖN SAYFA TEZ BASIMINDA BU YAZIYI SİLİNİZ!... ARKALI ÖNLÜ BASKI İÇİN BOŞ BIRAKILMIŞTIR. TEZ BASIMINDA BU YAZIYI SİLİNİZ!... CİLO DAĞI’NDA BUZUL İZLEMESİ İÇİN ÇOK ZAMANLI BİR DEĞİŞİM ANALİZİ VE HARİTALAMASI YAKLAŞIMI GELİŞTİRİLMESİ DEVELOPMENT OF A MULTI-TEMPORAL CHANGE DETECTION AND MAPPING APPROACH FOR GLACIER MONITORING IN CILO MOUNTAIN MUZAFFER ÇELİK PROF. DR. SULTAN KOCAMAN GÖKÇEOĞLU Tez Danışmanı Hacettepe Üniversitesi Lisansüstü Eğitim-Öğretim ve Sınav Yönetmeliğinin Geomatik Mühendisliği Anabilim Dalı için Öngördüğü YÜKSEK LİSANS TEZİ olarak hazırlanmıştır. 2024 ARKALI ÖNLÜ BASKI İÇİN BOŞ BIRAKILMIŞTIR. TEZ BASIMINDA BU YAZIYI SİLİNİZ!... ALTTAKİ İMZA SAYFASINDA YER ALAN TARİH KISMI ENSTİTÜ ONAYINDAN SONRA, ENSTİTÜ TARAFINDAN DOLDURULACAKTIR. BOŞ BIRAKILMASI GEREKMEKTEDİR!… MUZAFFER ÇELİK’in hazırladığı “Cilo Dağı’nda Buzul İzlemesi için Çok Zamanlı bir Değişim Analizi ve Haritalaması Yaklaşımı Geliştirilmesi” adlı bu çalışma aşağıdaki jüri tarafından GEOMATİK MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI’nda YÜKSEK Lİ- SANS TEZİ olarak kabul edilmiştir. Prof. Dr. Dilek KOÇ SAN Başkan ..…………………………………… Prof. Dr. Sultan KOCAMAN GÖKÇEOĞLU Danışman ..…………………………………… Doç. Dr. Saygın ABDİKAN Üye ....………………………………….. Dr. Öğr. Üyesi Mustafa ÜSTÜNER Üye …………………………………….. Dr. Öğr. Üyesi Emrah PEKKAN Üye …….………………………………… Bu tez Hacettepe Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü tarafından YÜKSEK LİSANS TEZİ olarak ...... / ..... /....... tarihinde onaylanmıştır. Prof. Dr. Benat KOÇKAR Fen Bilimleri Enstitüsü Müdürü ARKALI ÖNLÜ BASKI İÇİN BOŞ BIRAKILMIŞTIR. TEZ BASIMINDA BU YAZIYI SİLİNİZ!... Eşim ve kızım için… ARKALI ÖNLÜ BASKI İÇİN BOŞ BIRAKILMIŞTIR. TEZ BASIMINDA BU YAZIYI SİLİNİZ!... ETİK Hacettepe Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, tez yazım kurallarına uygun olarak hazırladığım bu tez çalışmasında,  tez içindeki bütün bilgi ve belgeleri akademik kurallar çerçevesinde elde ettiğimi,  görsel, işitsel ve yazılı tüm bilgi ve sonuçları bilimsel ahlak kurallarına uygun olarak sunduğumu,  başkalarının eserlerinden yararlanılması durumunda ilgili eserlere bilimsel normlara uygun olarak atıfta bulunduğumu,  atıfta bulunduğum eserlerin tümünü kaynak olarak gösterdiğimi,  kullanılan verilerde herhangi bir değişiklik yapmadığımı,  ve bu tezin herhangi bir bölümünü bu üniversite veya başka bir üniversitede başka bir tez çalışması olarak sunmadığımı beyan ederim. ____ / ____ / ____ Muzaffer ÇELİK ARKALI ÖNLÜ BASKI İÇİN BOŞ BIRAKILMIŞTIR. TEZ BASIMINDA BU YAZIYI SİLİNİZ!... YAYINLANMA FİKRİ MÜLKİYET HAKLARI BEYANI Enstitü tarafından onaylanan lisansüstü tezimin/raporumun tamamını veya herhangi bir kısmını, basılı (kağıt) ve elektronik formatta arşivleme ve aşağıda verilen koşullarla kullanıma açma iznini Hacettepe üniversitesine verdiğimi bildiririm. Bu izinle Üniversiteye verilen kullanım hakları dışındaki tüm fikri mülkiyet haklarım bende kalacak, tezimin tamamının ya da bir bölümünün gelecekteki çalışmalarda (makale, kitap, lisans ve patent vb.) kullanım hakları bana ait olacaktır. Tezin kendi orijinal çalışmam olduğunu, başkalarının haklarını ihlal etmediğimi ve tezimin tek yetkili sahibi olduğumu beyan ve taahhüt ederim. Tezimde yer alan telif hakkı bulunan ve sahiplerinden yazılı izin alınarak kullanması zorunlu metinlerin yazılı izin alarak kullandığımı ve istenildiğinde suretlerini Üniversiteye teslim etmeyi taahhüt ederim. Yükseköğretim Kurulu tarafından yayınlanan “Lisansüstü Tezlerin Elektronik Ortamda Toplanması, Düzenlenmesi ve Erişime Açılmasına İlişkin Yönerge” kapsamında tezim aşağıda belirtilen koşullar haricince YÖK Ulusal Tez Merkezi / H. Ü. Kütüphaneleri Açık Erişim Sisteminde erişime açılır. □ Enstitü / Fakülte yönetim kurulu kararı ile tezimin erişime açılması mezuniyet tarihimden itibaren 2 yıl ertelenmiştir. □ Enstitü / Fakülte yönetim kurulu gerekçeli kararı ile tezimin erişime açılması mezuniyet tarihimden itibaren .... ay ertelenmiştir. □ Tezim ile ilgili gizlilik kararı verilmiştir. ....... / ...... /........ (İmza) Muzaffer ÇELİK ARKALI ÖNLÜ BASKI İÇİN BOŞ BIRAKILMIŞTIR. TEZ BASIMINDA BU YAZIYI SİLİNİZ!... i ÖZET CİLO DAĞI’NDA BUZUL İZLEMESİ İÇİN ÇOK ZAMANLI BİR DEĞİŞİM ANALİZİ VE HARİTALAMASI YAKLAŞIMI GELİŞTİRİLMESİ Muzaffer ÇELİK Yüksek Lisans, Geomatik Mühendisliği Bölümü Tez Danışmanı: Prof. Dr. Sultan KOCAMAN GÖKÇEOĞLU Mayıs 2024, 66 sayfa Bu çalışmada Türkiye’nin Hakkari İli’nde yer alan Cilo Dağı’nda bulunan ve geneli Cilo Bu- zulları olarak adlandırılan buzulların uzaktan algılama yöntemleri kullanılarak tespiti ve zaman- sal değişimleri incelenmiştir. Tez kapsamında ulusal ve uluslararası literatürde yer alan buzul izleme çalışmalarının yanı sıra Cilo buzulları ile alakalı yapılan çalışmalar incelenmiş ve böl- geye ait eski çalışmalar da göz önünde bulundurularak bir değerlendirme yapılmıştır. İklim de- ğişiklikleri ve küresel ısınmanın etkilerinin artarak gözlendiği günümüz şartlarında buzulların erimekte ve hatta yok olmakta olması çevresel izleme ve küresel iklim değişikliği modelleme açısından bu tür yerel çalışmaların yapılmasını gerekli kılmaktadır. Geçmiş yıllarda Cilo ile ilgili bulunabilen en eski veriler ışığında yapılan çalışmalar erimenin büyüklüğü ile ilgili so- nuçlar ortaya koymuştur. Bu tez kapsamında, yıllık olarak elde edilen Sentinel-2 uydu görün- tüleri ile erimenin belirli bir periyot içerisindeki hızı ve yönü ile ilgili sayısal veriler elde edil- miştir. Bu verilerin elde edilmesi için literatürde en sık kullanılan buzul tespit indekslerinden olan Normalleştirilmiş Fark Kar İndeksi (Normalized Difference Snow Index - NDSI), Nor- malleştirilmiş Fark Kar ve Buz İndeksi (Normalized Difference Snow and Ice Index - NDSII), Normalleştirilmiş Fark Buzul İndeksi (Normalized Difference Glacier Index - NDGI) ve Nor- malleştirilmiş Fark Temel Bileşen Kar İndeksi (Normalized Difference Principal Component ii Snow Index - NDPCSI) kullanılmış, referans veriler yardımıyla bu indekslerin sağladığı doğ- ruluklar değerlendirilmiştir. Referans veriler Harita Genel Müdürlüğü (HGM) tarafından sağ- lanan HGM Küre uygulaması üzerinde sunulan 2019 yılına ait hava ortofotolarından manuel çizim yöntemiyle elde edilmiştir. Değişiklik analizi 2017-2023 yılları arası için gerçekleştiril- miş ve sonuçlar meteorolojik veriler ile ilişkilendirilmiştir. Bu çalışma ile buzulların sistematik olarak izlenmesi ve değişimlerinin analizi için bulutsuz Sentinel-2 görüntülerinin kullanımının uygun olduğu, buzul tespiti için en uygun indeksin de NDSII olduğu belirlenmiştir. Anahtar Kelimeler: Cilo Buzulları, NDSI, NDSII, NDGI, NDPCSI, Değişim Analizi, Küresel Isınma, İklim Değişikliği, Sentinel-2 iii ABSTRACT DEVELOPMENT OF A MULTI-TEMPORAL CHANGE DETECTION AND MAPPING APPROACH FOR GLACIER MONITORING IN CILO MOUNTAIN Muzaffer ÇELİK Master of Science, Department of Geomatics Engineering Supervisor: Prof. Dr. Sultan KOCAMAN GÖKÇEOĞLU May 2024, 66 pages In this study, optical remote sensing methods were utilized for the detection and analysis of glaciers located on Mount Cilo in the Hakkari province of Turkey, commonly referred to as the Cilo Glaciers. In addition to a review of glacier monitoring studies in the literature, previous works related to the Cilo Glaciers were analyzed. An evaluation was conducted taking into account the findings from previous studies in the region. Given the increasing effects of climate change and global warming, which are causing glaciers to melt and even disappear, it becomes essential to conduct such studies for environmental monitoring and global climate change mo- deling purposes. Studies conducted based on the oldest available data related to Cilo in previous years have revealed the extent of melting. Within the scope of this thesis, data concerning the speed and direction of melting within specific periods were obtained using annual Sentinel-2 satellite images. Normalized Difference Snow Index (NDSI), Normalized Difference Snow and Ice Index (NDSII), Normalized Difference Glacier Index (NDGI), Normalized Difference Prin- cipal Component Snow Index (NDPCSI), which are among the most frequently used glacier detection indices in the literature, were employed to obtain these data. These indices were com- pared for their accuracy using reference data, which were obtained from aerial orthophotos from the year 2019 presented on the HGM Küre platform of the General Directorate of Mapping (Harita Genel Müdürlüğü - HGM). A change analysis was conducted between the years 2017 iv and 2023, and the results were related with the meteorological data. This thesis demonstrated that the use of cloud-free Sentinel-2 images can be recommended the for systematic monitoring and tracking changes in glaciers by employing the NDSII index. Keywords: Cilo Glaciers, NDSI, NDSII, NDGI, NDPCSI, Change Detection, Global Warming, Climate Change, Sentinel-2 v TEŞEKKÜR Öncelikle bu tezin her adımında yanımda olan ve gerçekleşmesini sağlayan Prof. Dr. Sultan Kocaman Gökçeoğlu’na teşekkür etmek isterim. Her adımda bilgisi ve sonsuz sabrı ile bu tezi yazmamda en büyük etken kendileridir. Ardından maddi ve manevi hiçbir desteklerini esirgemeyen aileme özelliklede annem Nuran Çelik’e teşekkür ederim. Bu tezin hayata geçmesine benden daha çok sevineceğinizi biliyorum. Son olarak da sevgili eşim, dostum, yol arkadaşım Hediye Çelik’e sonsuz kere teşekkür ederim. Bu tezi hayata geçirebilmem ve sonucuna ulaşabilmem için vermiş olduğun desteği asla unut- mayacağım. İyi ki varsın. vi İÇİNDEKİLER ÖZET .................................................................................................................................. i ABSTRACT .................................................................................................................... iii TEŞEKKÜR ...................................................................................................................... v İÇİNDEKİLER ................................................................................................................. vi ÇİZELGELER ............................................................................................................... viii ŞEKİLLER ....................................................................................................................... ix SİMGELER VE KISALTMALAR .................................................................................. xi 1. GİRİŞ ............................................................................................................................ 1 1.1 Problem Tanımı ve Amaçlar ....................................................................................... 2 1.2 Tezin Organizasyonu ................................................................................................... 3 1.3 Tezin Katkısı ............................................................................................................... 4 2. LİTERATÜR TARAMASI ........................................................................................... 5 2.1 Yersel Buzul İzleme Çalışmaları ................................................................................. 5 2.2 Uzaktan Algılama Kullanılarak Yapılan Çalışmalar ................................................... 6 2.3 Cilo Buzulları ile İlgili Yapılan Çalışmalar ................................................................ 9 3. ÇALIŞMA ALANI VE VERİLER ............................................................................. 14 3.1 Çalışma Alanı ............................................................................................................ 14 3.2 Sentinel-2 Uydu Verileri ........................................................................................... 16 3.3 Referans Veriler ........................................................................................................ 20 3.4 Meteorolojik Veriler .................................................................................................. 21 4. YÖNTEM .................................................................................................................... 27 4.1 İş Akış Şeması ........................................................................................................... 27 4.2 NDSI .......................................................................................................................... 30 4.2 NDSII ........................................................................................................................ 31 4.3 NDGI ......................................................................................................................... 31 4.4 NDPCSI ..................................................................................................................... 32 4.5 Uygulamada Kullanılan Yazılımlar .......................................................................... 33 5. ANALİZ SONUÇLARI .............................................................................................. 35 vii 5.1 NDSI Uygulaması ve Sonuçları ............................................................................... 35 5.2 NDSII Uygulaması ve Sonuçları ............................................................................... 41 5.3 NDGI Uygulaması ve Sonuçları ............................................................................... 46 5.4 NDPCSI Uygulaması ve Sonuçları ........................................................................... 47 5.5 Sonuçların Karşılaştırılması ...................................................................................... 50 6. TARTIŞMA ................................................................................................................ 55 7. SONUÇ VE ÖNERİLER ........................................................................................... 58 7.1 Bulgular ..................................................................................................................... 58 7.2 Gelecek Çalışmalar ve Öneriler ................................................................................ 59 KAYNAKLAR ................................................................................................................ 62 viii ÇİZELGELER DİZİNİ Çizelge 3.1. Sentinel-2 uydusuna ait spektral bant aralıkları(Satimagingcorp, 2024)……...….17 Çizelge 3.2. Çalışmada kullanılan Sentinel-2 görüntülerinin çekim özellikleri. ..………….....18 Çizelge 3.3. Çalışma bölgesi çevresinde bulunan meteorolojik istasyonlar…………….…..…22 Çizelge 5.1. NDSI için farklı eşik değerlerinin 2019 referans verisi ile karşılaştırılması……...38 Çizelge 5.2. NDSI ile elde edilen oluşan buzul alanları……………………………………….39 Çizelge 5.3. NDSII için farklı eşik değerlerinin 2019 referans verisi ile karşılaştırılması……..42 Çizelge 5.4. NDSII sonucu elde edilen buzul alanları…………………………………………43 Çizelge 6.1. Varol (2017) tarafından elde edilen buzul alanları (km²)……………………….56 ix ŞEKİLLER DİZİNİ Şekil 2.1. Erinç Buzulu’nun 1901 yılına ait görüntüsü (Maunsel, 1901). ………….…….……10 Şekil 3.1. Çalışma alanının konumu .........................................................……………………15 Şekil 3.2. Çalışma alanının yükseklik modeli. ………………………………………………..16 Şekil 3.3. Çalışmada kullanılan 2019 yılı Sentinel-2 verisinin Bant 4, Bant 3, Bant 2 kombinasyonu ile oluşturulan renkli görüntüsü.. ……………………………………………..19 Şekil 3.4. HGM Küre platformu ana ara yüzü. ………………………………………………..20 Şekil 3.5. HGM Küre platformunda buzulların görünümü. …………………………………..21 Şekil 3.6. HGM Küre platformu üzerinden alınmış buzul bölgelerini gösterir 3B harita…….21 Şekil 3.7. Google Earth üzerinde istasyon konumlarını gösterir harita. ………….…………..22 Şekil 3.8. Yıllık ortalama yağışlı gün sayısını gösteren grafik.. ………….…………………..23 Şekil 3.9. Yıllara göre ortalama aylık toplam yağış miktarları. ………….……………….…..24 Şekil 3.10. Yıllara göre toplam güneşlenme süresi. ………….………………………...……..24 Şekil 3.11. Yıllara göre toplam kar yağışlı günler. ………….…………………………….…..25 Şekil 3.12. Yıllara göre ortalama sıcaklık.………….………………………………………....26 Şekil 4.1. Çalışmanın iş akış şeması ……………………..……………………………………28 Şekil 4.2. İndeks ugulama ve sonuçlarını gösterir iş akış şeması……………………………...29 Şekil 5.1. 2017 Yılına ait Sentinel-2A uydu görüntüsünün genel kapsama alanı ve uygulama alanını içeren alt alanı (kesilen)……...………………………………………………………..36 Şekil 5.2. 2019 yılına ait görüntüye NDSI uygulaması sonucu……………………………….36 Şekil 5.3. 0.4 eşik değeri ile elde edilen iki değerli 2019 NDSI görüntüsü ve hava fotoğraflarından elde edilen referans buzul sınırları (kırmızı poligon). Beyaz renkler buzulları ifade etmektedir…………………………………………………………………………..…...37 Şekil 5.4. Bölgede bulunan buzulların genel alanları… ………………………………………38 Şekil 5.5. Buzulların yıllara göre alansal değişimini gösteren grafik…………………………39 Şekil 5.6. Erinç Buzulu'nun NDSI sonuçlarına göre alansal değişimi .………....……………40 Şekil 5.7. 2019 yılına ait görüntüye NDSII uygulaması (0.4 eşik değer)...……………………41 Şekil 5.8. HGM Küre üzerinden çizilen Orta Mia Hvara Buzulu’na ait referans veri (kırmızı) ve 2019 yılı Sentinel-2 NDSII görüntüsü (0.4 eşik değer)…………………………..……..….42 Şekil 5.9. NDSII sonuçlarından elde edilen buzul alanlarının yıllara göre alansal değişimi…..44 Şekil 5.10. Erinç Buzulu’nun NDSII sonuçlarına göre yıllık değişimi….……………….…....45 Şekil 5.11. Erinç Buzulundan alınan bir kesite ait Bant-3 histogram grafiği…………….…....46 x Şekil 5.12. Erinç Buzulundan alınan bir kesite ait Bant-4 histogram grafiği….….…………...46 Şekil 5.13. 2019 yılına ait Sentinel-2 görüntüsüne temel bileşen analizi yapıldıktan sonra oluşan bileşenler. …………………………...………………………………………………………...48 Şekil 5.14. 2017 yılına ait NDPCSI uygulanmış ve 0.4 eşik değerine tabi tutulmuş Sentinel-2 görüntüsü……………………………………………………………………………………...49 Şekil 5.15. HGM Küre uygulamasından alınmış Kervan ve Kelyanur Göllerinin 3B perspektif görüntüsü……………………………………………………………………………………...50 Şekil 6.1. Varol (2017) tarafından hazırlanan verilerin tez kapsamında hazırlanan veriler ile birlikte gösterilmesi…………………….………………………………………...…………...56 xi SİMGELER VE KISALTMALAR NDSI Normalleştirilmiş Fark Kar İndeksi (Normalized Difference Snow Index) NDSII Normalleştirilmiş Fark Kar ve Buz İndeksi (Normalized Difference Snow and Ice Index) NDPCSI Normalleştirilmiş Fark Temel Bileşen Kar İndeksi (Normalized Difference Principal Component Snow Index) NDGI Normalleştirilmiş Fark Buzul İndeksi (Normalized Difference Glacier Index) DEM Sayısal Yükseklik Modeli (Digital Elevation Model) ESA Avrupa Uzay Ajansı (European Space Agency) SNAP Sentinel Application Platform API Uygulama Programlama Arayüzü (Application Programming Interface) OSGeo Open Source Geospatial Foundation CBS Coğrafi Bilgi Sistemi ASTER Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer WET Islaklık Dönüşümü (Wetness Transformation) MSI Multi Spectral Instrument VGT Bitki Örtüsü (Vegetation) 1 1. GİRİŞ Sanayi öncesi dönemden (1850-1900) itibaren ağırlıklı olarak fosil yakıtların kullanımı, Dünya’nın atmosferindeki ısı hapseden gaz seviyesinin artmasına sebebiyet vermiştir. Bu dö- nemden sonra yapılan araştırmalar Dünya’nın ortalama sıcaklığının 1 santigrat derece arttığını ortaya koymuştur. Sıcaklık artışının hızlanması sonucu bu artış miktarının her on yılda bir 0.2 santigrat derece daha artacağını öngörmektedir. Bu sıcaklık artışları iklim değişikliğine ve gü- nümüzde etkilerini açıkça görebildiğimiz sonuçlara sebebiyet vermektedir (NASA, 2023). İnsan etkisi ve fosil yakıt kullanımı ile son zamanlarda hızını iyice arttırmış olan küresel ısın- manın etkilerini izlemek, yorumlamak ve etkilerini azaltmak ve hatta etkilerini geri döndüre- bilmek için düzenli gözlemlerin yapılması bir zorunluluk haline gelmiştir. Bu gözlemlerin dü- şük maliyetli olması, tekrarlanabilir olması ve otomatik olarak yapılabilmesi düzenli değişim- lerin izlenebilmesi için önem arz etmektedir. Yer gözlem uydu sayılarının artması ile çevresel izleme amaçlı veri tedariki konusunda çekilen sıkıntılar büyük oranda ortadan kalkmıştır. Gelişen teknoloji, yüksek çözünürlüklü görüntü üre- ten uydu sayısının çoğalmasına ve buna bağlı olarak kullanıcıların düşük maliyetli olarak veri- lere ulaşabilmesine olanak sağlamıştır. Hatta bazı kurumlar bu verileri ücretsiz olarak sağla- maktadır. Görüntülere ve onlardan üretilen diğer ürünlere ulaşım kolaylığı, bu veriler ile yapı- lacak uygulamaların ve araştırmaların önünü açmıştır. Farklı dönemlerde farklı şekillerde oluşmuş olsalar da, buzullar bulundukları bölge için önem arz ederler. Bölge için kurak yaz günlerinde hem içme hem de tarım için gerekli sulama kayna- ğını oluşturan buzullar, Dünya üzerindeki bazı bölgelerde halen hayati önem taşımaktadır. İk- lim değişikliklerinin hız kazandığı, küresel ısınmanın etkilerinin her geçen gün daha fazla his- sedildiği ve görüldüğü göz önünde bulundurularak eriyen buzullar için hızlı önlemler alınma gerekliliği doğmuştur. Bu tezde optik uydu görüntüleri kullanılarak yeryüzünün klimaları olarak adlandırılan buzulla- rın izlenmesi için mevcut yaklaşımlar incelenmiş ve Türkiye’de bulunan Hakkari İli sınırları içerisindeki Cilo Dağında bulunan Cilo Buzulları için kullanılabilirlikleri denetlenmiştir. Bu 2 buzullarda var ise değişimlerinin belirlenmesi ve bu değişimlere bağlı olarak çıkarımlarda bu- lunulması amaçlanmıştır. İzleme çalışmaları, Avrupa Uzay Ajansı (European Space Agency – ESA) tarafından fırlatılan (European Space Agency, Sentinel-2, 2024) ve verileri düzenli olarak alınarak Avrupa Birliği Copernicus programı kapsamında ücretsiz olarak paylaşılan Sentinel-2 uydusunun görüntüleri kullanılarak 2017-2023 yılları arası gerçekleştirilmiş ve çeşitli spektral indeksler karşılaştırılarak en yüksek doğruluğu sağlayan indeks belirlenmiştir. 1.1 Problem Tanımı ve Amaçlar Buzullar günümüze kadar farklı dönemlerde farklı yöntemler kullanılarak izlenmiş ve değişim- leri belirlenmiştir. Eski dönemlerde kullanılan yöntemler gelişen teknoloji ile yerini yenilerine bırakmış olsa da, genel izleme yaklaşımları bölgede bulunma ve fiziki olarak ölçüm yapma gerekliliğinden kaynaklı olarak her zaman zor, tehlikeli ve maliyetli olmuştur. Gelişen yer göz- lem uydu teknolojileri sayesinde bölgeye gitme ve fiziki ölçüm yapma ihtiyacı azalmış ve hatta ortadan kalkmış, lakin uygun hassasiyete ait uydu görüntülerine ulaşımın maliyetli olması se- bebi ile konu ile alakalı çok detaylı çalışmalar yapılamamıştır. Yapılan eski çalışmalara göz atıldığında genel olarak buzulların durumları hakkında gözlemlerin yer aldığı yazılı belgelerin mevcut olduğu görülmektedir. İlerleyen zamanlarda buzul bölgelerinin çekilen fotoğrafları da bulunmaktadır. Daha sonra yersel ölçümlere başlanarak buzulların gerçek alanlarının belirlenmesi sağlanmış ve değişimlerini izlemek için gerekli altlıklar oluşturulmaya başlanmıştır. Bu işlemlerin buzulların bulunduğu bölgelerde zahmetli ve tehlikeli olması araştırmacıları yeni yöntemler aramaya teşvik etmiştir. Gelişen teknoloji ile birlikte uydu görüntüleri kullanımı yaygınlaşmış ve yüksek çözünürlüklü verilere erişimin kolaylaşması buzul izleme çalışmaları için kullanılabilir kılmıştır. Bu aşamada uydu görüntüleri kullanılarak yapılan buzul izleme çalışması bir hayli artmıştır. Küresel ısınmanın etkilerini gözler önüne serebilmek ve gerekli önlemlerin alınması için buzulların izlenmesi çalışmaları önem taşımaktadır. Küresel ısınmanın en büyük göstergesi olan buzulların, sıcaklık değişimine verdiği hızlı tepkiler sebebi ile araştırma konusu olmaya devam etmektedir. Bu kapsamda tez için bir buzul belirleme ve bu buzul üzerinde araştırmalar 3 yapma gerekliliği ortaya çıkmıştır. Bu sebeple tez kapsamında çalışma alanı olarak Türkiye sınırları içerisinde yer alan en büyük buzullardan olan Cilo Dağı buzullarının son yıllarda yüksek zamansal ve mekansal çözünürlükle izlenmesine yönelik bir çalışma bulunamamış ve bu sebeple tez araştırmasında Cilo Buzulların incelenmesine karar verilmiştir. Bu nedenle, bu çalışma kapsamında, Cilo Dağındaki buzulların mekansal ve zamansal izlenmesi için yer gözlem verilerine ve uzaktan algılama tekniklerine dayalı bir yaklaşım geliştirilmesi hedeflenmiştir. Çalışmanın temel hedefleri şu şekilde özetlenebilir:  Sentinel-2 optik uydusuna ait görüntülerin, spektral indekslerin buzullar üzerinde kul- lanımı ile otomatik değişim izleme yaklaşımı önerilmesi amaçlanmıştır.  Önerilen yöntemler kullanılarak Hakkari İli’nde bulunan Cilo Buzulları için zamansal analizler yapılarak buzulların büyüklüklerinin karşılaştırılması ve hızlarının belirlen- mesi, geleceğe yönelik tahminlerde bulunulması amaçlanmıştır. Bu hedeflere ulaşmak için, bu tezde Sentinel-2 uydu görüntüleri, 10 m konumsal çözünürlük sağlaması ve verilerinin ücretsiz olarak erişime açık olması sebebi ile tercih edilmiştir. Çeşitli kar ve buz izleme indekslerinin performansı yüksek çözünürlüklü hava fotoğrafları referans veri olarak kullanılarak değerlendirilmiş ve en yüksek başarımı sağlayan indeks belirlenerek buzul izleme amaçlı kullanımı önerilmiştir. 1.2 Tezin Organizasyonu Bu tez aşağıdaki bölümlerden oluşmaktadır:  Bölüm 1’de problem tanımı, tezin amaçları ve literatüre sağladığı katkılar açıklanmıştır.  Bölüm 2’de literatür taramasına yer verilmiş olup bu taramalar yersel olarak yapılanlar, uzaktan algılama kullanılarak yapılanlar ve seçilen çalışma alanı ile ilgili yapılan çalış- malar olarak üç alt bölümde incelenmiştir. 4  Bölüm 3’te çalışma alanı ile ilgili genel bilgiler yer alırken ayrıca tez kapsamında kul- lanılan veriler açıklanmıştır.  Bölüm 4’te tezin amacı doğrultusunda yapılacak işlemlerin iş akış şeması sunulurken aynı zamanda kullanılan yöntemler ve yazılımlar ile ilgili genel bilgilere yer verilmiştir.  Bölüm 5’te elde edilen sonuçlara yer verilmiş ve sonuçlar değerlendirilmiştir.  Bölüm 6’da yöntemler kıyaslanmış ve veriler ışığında çıkarımlar yapılmıştır. Bu çıka- rımlar referans verilerle ve önceki çalışmalarla kıyaslanmıştır.  Bölüm 7’de ise tezin önemli bulguları sunulurken gelecek çalışmalarla ilgili önerilerde bulunulmuştur. 1.3 Tezin Katkısı Bu tezde elde edilen sonuçlar ve temel katkılar aşağıdaki şekilde özetlenebilir:  Sentinel-2 uydusuna ait görüntülerinin buzul izleme çalışmalarında kullanılabilirliği Cilo Dağı buzulları örneğinde belirlenmiştir.  Kar ve buz gibi yüksek yansıma özelliği bulunan yüzey örtülerinin tespiti ve bu amaç için kullanılan indekslerin aynı bölgede test edilerek, avantaj ve dezavantajları belirlen- miştir.  Referans veriler kullanılarak en doğru sonucu veren indeks belirlenmiş ve bölge için kullanılabilirliği denetlenmiştir. Bölge üzerinde yıllık periyotlarda alınan verilerin incelenmesi ve elde edilen sonuçla- rın değerlendirilmesi sonucunda buzulların değişimleri ortaya konmuştur. 5 2. LİTERATÜR TARAMASI Küresel ısınma ve iklim değişikliklerinin sebep-sonuç ilişkisinin ortaya konması açısından bu- zullar hep araştırma konusu olmuştur. Günümüze kadar yapılan araştırmalar göz önünde bulun- durulduğunda, farklı yaklaşımlar geliştirildiği görülmüştür. Bu yaklaşımlar incelendiğinde ise ortaya çıkan sonuç, teknolojinin gelişmesi ile yapılan araştırmalar doğruluğu ve hassasiyeti art- tırırken aynı zamanda kolaylaşmıştır. İlk araştırmalar genelde gezi notları olarak tutulurken sonrasında bölgeye yapılan keşif gezileri ile yersel ölçümler yapılmıştır. Bu araştırmalar hem zahmetli olmuş, hem de bölgelerin yapısından kaynaklı olarak ulaşım güçlüğünün yanında her daim tehlikeli kabul edilmiştir. Uzaktan algılama yöntemlerinin gelişmesi ve çeşitlenmesi ile bölgeye gidilmeden yapılan çalışmalar, zorlukları ve tehlikeleri azaltmış veya ortadan kaldır- mıştır. Bu çalışmaların ilk zamanlarında maliyetleri yüksek olsa da, günümüzde maliyet konusu da sorun olmaktan çıkmıştır. Ücretsiz olarak sağlanan 10 m çözünürlüklü uydu görüntüleri sa- yesinde buzul izleme çalışmaları yeterli çözünürlükte kolay bir şekilde ve kullanıcı açısından düşük maliyetle gerçekleştirilebilmektedir. Buzul çalışmalarında kullanılan yöntemlerin za- mansal gelişimleri göz önünde bulundurularak yapılan literatür taramasında elde edilen sonuç- lar aşağıdaki alt bölümlerde verilmiştir. 2.1 Yersel Buzul İzleme Çalışmaları Buzullar ile ilgili çalışmalar çok eskilere dayanmaktadır. Bu çalışmalar her zaman teknolojik araç gereçlerle gerçekleşmemiştir. Dünya genelindeki buzullarla ilgili yapılan çalışmaların çoğu araştırmacıların notlarındaki bölge tarifleri ile sınırlı kalmıştır. Zaman ilerledikçe bu çalışmalara bölge buzullarının fotoğrafları eklenmiştir (Ainsworth, 1842). Bu işlem buzul izleme çalışmaları için bir zemin oluşturmuş ve aynı noktadan aynı şartlarda tekrarlanan fotoğraflar çekilerek buzulların durumları ve hızları tespit edilmeye çalışılmıştır. Ancak bu işlem buzulların tamamının görüntülenememesi gibi sorunlar barındırmaktadır. Yersel ölçü aletlerinin kullanımın artması sonucu buzulların çevresinin tekrarlı ölçümleri ile buzul izleme işlemleri başlamıştır. Yersel aletler hassas ölçü sunması nedeniyle büyük bir avantaj sağlasa da, bölgeye ulaşımın yükselti sebebi ile zor olması, fazla iş gücü gerektirmesi, buzul bölgelerinde hava koşullarının zorlayıcı olması ve genel itibari ile yamaçlarda bulunan buzul bölgelerinin 6 ölçüm esnasında tehlike arz etmesi bu yönteminde kullanımını kısıtlamıştır. Bu ve buna benzer yersel buzul izleme çalışmalarından bazılarına örnekler aşağıdaki şekilde verilebilir. 1911 yılında Dr. W. Hunter Workman ve F. Bullock Workman Himalayalar’ın doğu Karakurum sırasında bulunan bir buzul olan Siachen buzuluna bir keşif gezisi tertip etmişlerdir. Ardından 1912 yılında bölgede bulunan buzulun detaylı haritalandırılması için bir gezi daha tertip etmişlerdir. Bu gezi sırasında ekiplerine birçok yetkili, asker ve haritacı katılmış ve buzulların haritalamasını yapmışlardır. F.Bullock Workman tarafından hazırlanan ‘Survey of the Siachen Glacier’ adlı çalışmada bölgeye ulaşım ve karşılaşılan zorluklarla alakalı detaylara yer verilmiştir (Workman, 1912). Everest Dağı’nın Nepal tarafında bulunan Khumbu bölgesinde yapılan yersel çalışmalar da önem arz etmektedir. 1956 yılında İsviçreli coğrafyacı F. Müller bölgede 8 aylık bir keşif ve araştırma gezisi gerçekleştirmiştir (Müller, 1958). Bu çalışma sonucunda bölgeye ait siyah beyaz fotoğraflar elde edilmiştir. Elde edilen bu görüntüler ilerleyen zamanlarda bölge iklim değişikliğinin ve buzullar üzerindeki etkilerini gözlemleyebilmek için altlık oluşturmuştur. Byers (2007) tarafından yapılan çalışmalara altlık teşkil eden bu görüntülerin yardımı ile 1987, 1996, 1997, 2003 ve 2005 yıllarında aynı bölgede altlık görüntülerin çekim koşulları yeniden oluşturularak görüntüleme yapılmış ve buzulların durumları izlenmiştir. Çalışma buzulların değişimleri hakkında sayısal değerler içermese de ilerleyen dönemlerde uzaktan algılama kullanılarak yapılacak çalışmalar için altlık teşkil edebileceği düşünülmüştür (Byers, 2007). 2.2 Uzaktan Algılama Kullanılarak Yapılan Çalışmalar Gelişen teknolojik imkanlar sayesinde Dünya üzerindeki detayların izlenmesi ve değişimlerin belirlenmesi kolaylaşmıştır. En büyük katkı ise tartışmasız yer gözlem uydularının çoğalması ve verilerine ulaşımın kolaylaşması ile olmuştur. Dünya genelinde oluşan iklim değişiklikleri ve küresel ısınmanın etkilerinin izlenmesi için günümüzde yer gözlem uydularının çok büyük bir payı vardır. Özelliklede buzul izleme çalışmalarında yapılan son araştırmalar da uydu görüntüleri kullanılmaktadır. Bu çalışmalardan bazıları aşağıda açıklanmaktadır. 7 En çok araştırma yapılan alanlardan birisi Avrupa’nın en büyük buzullarından olan Alp Dağları’nda yer alan Aletsch Buzuludur. 2019 yılında Jouvet ve Huss tarafından hazırlanan bir yayında 2017 yılında İsviçre Federal Topografya Dairesinden alınan sayısal yükseklik modeli (SYM) verileri ve Sentinel-2 verileri kullanılarak buzullar üzerinde inceleme yapılmıştır (Jouvet ve Huss, 2019). İnceleme sonucunda buzullardaki küçülmeyi belirlemiş, hazırlamış olduğu modeller yardımı ile geleceğe dair çıkarımlarda bulunmuştur. Yazarlar, karbon emisyonunu her sene belirli oranlarda düşürülse bile buzulların eski günlerine dönemeyeceğini, bunun sebebinin ise buzulların hava değişimlerine tepkilerinin yavaş olması ve bölgedeki su miktarındaki azalmalar olarak belirtmişlerdir (Jouvet ve Huss, 2019). Yine aynı bölgede 2016 yılında Drolon ve arkadaşları tarafından yapılan bir çalışma düşük çözünürlüklü uydu görüntüleri üzerinde normalize kar indeksi farkı (Normalized Difference Snow Index - NDSI) kullanılarak buzulların mevsimsel durumları hakkında çıkarımlar yapmayı hedeflemiştir. 1998-2014 yılları arasında yapılan bu çalışmada buzullardaki erime ve buzul sınır çizgisindeki değişimler belirlenmiş, ayrıca yapılan araştırma sonucunda NDSI verisinin kış aylarında yaz aylarına göre kar örtüsü fazlalığından kaynaklı olarak daha iyi sonuçlar verdiğini belirtmişlerdir (Drolon vd., 2016). 2017 yılında Racoviteanu tarafından yayınlanan bir araştırmada, Peru’da bulunan Cordillera Blanca Dağları’nda buzul incelemesi yapılmıştır. Araştırmada 1970 yılında çekilen hava fotoğrafları ve 2003 yılına ait SPOT uydu görüntüleri kullanılmış ve buzulların değişimleri hakkında bilgi verilmiştir. Yöntem olarak NDSI kullanılmış ve buzul alanlarında 1970-2003 arasında %24.4 oranında bir kayıp olduğunu belirlenmiştir. Kaybın doğu ve batı yönlerinde çok az olduğu, büyük buzullardan bağımsız olarak bölgeye dağılmış küçük buzulların büyüklerine göre daha fazla alan kaybettiğini, taş, toprak gibi maddelerle karışık buzulların temiz buzullara göre daha az alan kaybına uğradığını belirtmişlerdir (Racoviteanu vd. 2008). 2007 yılında Luzi ve arkadaşları tarafından yapay açıklıklı radar (Synthetic Aperture Radar – SAR ) verileri kullanılarak İtalya Alplerinde bulunan Belvedere buzulları üzerinde çalışmalar yapılmıştır. Bölgede bulunan yersel SAR alıcısı verileri kullanılarak buzullar üzerinde risk analizi yapılması planlanmıştır. Yapılan çalışmada buzul hareketi konusunda yeterli arazi ölçümlerinin yapılamamasından kaynaklı olarak kıyas yapılamadığı belirtilmiş, ancak SAR ile alınan verilerin diğer uzaktan algılama çalışmaları ile birlikte kullanılabileceği ve tehlikeli ve özellikle de dik yamaçlarda bulunan buzulların hızlı hareketlerinin izlenmesi konusunda verimli olabileceğini savunmuşlardır (Luzi vd., 2007). 8 2017 yılında Dematteis ve arkadaşları tarafından yapılan bir çalışmada Alplerde bulunan buzullar üzerinde yersel yapay açıklıklı radar (Graund Based Synthetic Aperture Radar – GB- SAR) verileri kullanılarak hareketleri izlenmiştir. Gelişen teknoloji ile birlikte uyduların tekrar izleme sürelerinin birkaç güne kadar düşmüş olmasını buzul izleme çalışmaları için büyük bir avantaj olduğunu belirtmişlerdir. İtalya’nın kuzey batısında yer alan Aosta Vadisi üzerinde çalışmışlardır. Kullanılan veriler 4 Eylül 2015 ile 15 Ekim 2015 arasında çekilmiş 3567 adet işlenmiş görüntüden oluşmaktadır ve çalışmalar yaklaşık 40 gün sürmüştür. Çalışma esnasında bölgede bulunan meteoroloji istasyonundan alınan veriler de ek olarak kullanılmıştır. Yapılan çalışma sonucunda elde edilen veriler optik veriler ile aynı bölgede yapılan başka bir çalışma ile karşılaştırılmış ve aradaki fark konusunda tartışma yapılmıştır. Yapılan çalışma hızlı deformasyon ölçümü gerektiren buzul benzeri yapılarda GB-SAR’ın kullanılabileceğini göstermiştir (Dematteis vd., 2017). 2021 yılında Qinghui ve arkadaşları tarafından yapılan bir buzul izleme çalışmasında Sentinel- 1 SAR verileri kullanılmıştır (Qinhgui vd., 2021). Çalışma Tibet bölgesinde Kongur Tagh üzerinde bulunan 10 adet buzul üzerinde gerçekleştirilmiştir. 2015 ve 2019 yılları arasında elde edilen Sentinel-1 SAR verileri kullanılarak buzul hareketleri izlenmiş ve bölge üzerinde ileriye dönük tehlike analizleri yapılması planlanmıştır. Kullanılan SAR verileri ile bölgedeki buzulların hareketleri hassas bir şekilde izlenmiş ve çıkarımlarda bulunulmuştur. Buzulların akış yönü ve dönemlerine dair verilere ulaşmışlar ve verilerin daha kısa periyotlarla ve daha düzenli aralıklarla elde edilmesi halinde buzul hareketlerine dair daha hassas ve gerçek verilere ulaşılabileceğini savunmuşlardır. Racoviteanu ve arkadaşları tarafından (2008) yapılan bir çalışma ile Himalayalarda bulunan buzullar incelenmiştir. Bu işlem için Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer (ASTER) (NASA, Terra Insturuments, 2024) uydu görüntülerini kullanmışlardır. Yapılan çalışma sonucunda uzaktan algılama metotlarının avantaj ve dezavantajları üzerine yorumlamalarda bulunmuşlardır. Standartlaşmış bir kayaçlarla karışık buzul kütlesi ayırma metodunun olmamasını bir sorun olarak görülmüş, bölgede yeterli yersel ölçüm ve analiz yapılamamış olmasını da bir eksiklik olarak belirtmişlerdir. Çalışma sırasında karşılaştıkları bir problem de erimenin çoğaldığı yaz dönemlerinde bulutsuz ASTER verisine ulaşımın güç olması olarak dile getirmişler. Ayrıca uzaktan algılama kullanılarak yapılan buzul izleme çalışmalarının su kaynaklarının belirlenmesi, buzul bölgelerinin risklerinin öngörülmesi ve buzulların deniz seviyelerine etkilerinin izlenmesi için avantajlarından bahsetmiştir. 9 Kumar ve arkadaşları (2020) tarafından Himalayaların Bhutan bölgesinde yapılan bir çalışmada Landsat uydu verileri kullanılarak buzul izleme çalışması gerçekleştirilmiştir. Metot olarak maksimum olabilirlik kestirimi kullanılmış ve gözetimli sınıflandırmaya tabi tutulmuştur. Landsat verileri ile buzul izlemesi gerçekleştirilebildiği fakat daha yüksek çözünürlüklü görüntüler ile daha sağlıklı verilere ulaşabileceklerini belirtmişlerdir. Buzulların küresel ısınma ve iklim değişiklikleri sebebi ile son 40 yılda azaldığı sonucuna varmışlardır. Bu azalmanın bölge halkı ve yerleşim yerleri için sorun teşkil edebileceği çıkarımında bulunmuşlardır. Gelecek için buzul değişimlerinin izlenmesi gerektiğini, geleceğe dair çıkarımlarda bulunulması gerektiğini ve buzullar için hassas bölgelerin belirlenmesi gerektiğini belirtmişlerdir. 2.3 Cilo Buzulları ile İlgili Yapılan Çalışmalar Bölge ile alakalı bilgilere ulaşılabilen ilk kaynaklar 1842 yılında Ainsworth tarafından yayınlanan “Travels and researches in Asia Minor, Mesopotamia, Chaldea, and Armenia” isimli seyahatnamede bulunmaktadır. Bu eserde yazar, Türkiye ve Orta Doğu’ya yaptığı seyahatleri anlatırken Güneydoğu Toroslarındaki buzullara değinmiş ve Cilo Dağı Buzullarından bahsetmiştir. (Ainsworth, 1842). 1901 yılında Maunsel Cilo Dağı ve Buzullarından bahsetmiş, bölgenin haritasını çizmiştir. Ayrıca Suppa Durek (Erinç) Buzulunun fotoğrafını çekmiştir (Maunsel, 1901). Bu çalışma, Cilo Buzulları ile ilgili çekilen ilk fotoğraf olması nedeni ile önem arz etmektedir (Şekil 2.1). 10 Şekil 2.1. Erinç Buzulu’nun 1901 yılına ait görüntüsü (Maunsel, 1901). Cilo Buzulları’na 1931 yılında ilk tırmanışı yapan Sperlich ve Krenek buzulların tanınması ko- nusunda öncü olmuştur. Ardından Berlin Üniversitesi’nden Bobek ve ekibi ikinci tırmanışı 1937 yılında 1:50,000 ölçekli tarama ve 1:200,000 ölçekli jeolojik haritalama amacı ile yap- mıştır. Böylece bu buzullar hakkında ilk çalışmalar yapılmış, aktif buzullar bu dönemde tespit edilmiştir. En düşük rakımların Erinç buzulu için 2600 m ve Orta Mia Hvara Buzulu için 2550 m olduğu belirlenmiştir. Çalışma sahasının Pleistosen buzullaşmasına maruz kaldığına yer ver- miştir. Ayrıca Bobek tarafından Cilo Dağları buzullarının fotoğrafları ve haritaları sunulmuştur (Sarıkaya, 2011). Ardından 1945 yılında Türkiye Dağcılık Federasyonu’nun düzenlediği bir organizasyonla Asım Kurt liderliğinde Muvaffak Uyanık, Şinasi Barutçu, Reşat İzbırak, Doktor Şaban Örnektekin, Mevlüt Göksan, ve ayrıca yerel rehber (İsmail Yüzgeç) ve dört jandarma eri katırlarla Cilo Dağı’nın en yüksek tepesine çıkmak için Hakkari'ye gitmiştir. Ancak zirveye ulaşamamışlar ve ancak 130 metre mesafede Türk Bayrağı’nı dikmeyi başarmışlardır (Türkünal, 1951). 11 Reşat İzbırak tarafından 1951 yılında hazırlanan “Cilo ve Nemrut Dağlarıyla Hakkâri ve Van Gölü Çevresinde Coğrafya Araştırmaları” adlı çalışmada, 1945 yılında arazi çalışmaları bo- yunca gözlemlenen çeşitli incelemeler aktarılmıştır (İzbırak, 1951). Cilo Dağı’nda farklı boyut- larda 10-15 buzulun bulunduğu, bunlardan bazılarının eninin yüzlerce metreyi bulduğu, kalın- lıkların ise birçok konumda 10-15 m, bazılarında ise 40 ila 50 m olduğu belirlenmiştir (İzbırak, 1951). Coğrafyacı akademisyen Sırrı Erinç bölge ile alakalı birçok çalışma gerçekleştirmiştir. Ayrıca bölgede bulunan bir adet buzula da ismini vermiştir (Erinç, 1953). 1952 yılında yayınlamış olduğu “Glacial Evidence of Climatic Variations in Turkey” adlı çalışmasında Türkiye’de bulunan 3 buzulu değerlendirmiştir. Bunlar Erciyes buzulları, Pontid Dağı buzulları ve Cilo buzullarıdır. Bu çalışmada Cilo buzulları kapsamlı bir şekilde değerlendirilmiş, önceki çalışmalar ile kıyaslama yapılarak değişimleri irdelemiştir. Mia Hvara ve Erinç (Suppa Durak) buzulların son yüz yılda üçte birini kaybettiğini belirlemiştir (Erinç, 1952a). Yine aynı yılda yayınlamış olduğu “The Present Glaciation in Turkey” adlı çalışmada, Türkiye’nin 1952 yılı güncel buzullarının envanterini çıkartmış ve güncel buzulların 35 Doğu boylamında ve daha doğusunda kaldığını vurgulamıştır. Ayrıca sürekliliği olan kar çizgilerini tespit etmiştir. Daimi kar çizgisi Toros bölgesinde 3400 - 3500 m, Erciyes Dağı’nda 3500 m, Suphan Dağı’nda 3700 m ve Ağrı Dağı’nda 4000 m olarak belirlenmiştir. Cilo Dağı’nda daimi kar çizgisi 3500 m olmakla birlikte yerelde 3000-3500 m arasında değişmektedir. Cilo Dağı buzul dili ise 2750 metreye kadar inmektedir (Erinç, 1952b). Erinç, 1948 yılında Van’dan Cilo Dağları’na kadar beşeri, iktisadi, topoğrafik, jeomorfolojik ve jeolojik gözlem ve ölçümler yaparak “Van’dan Cilo Dağları’na” adlı eserinde sunmuştur (Erinç, 1953). Wright tarafından 1962 yılında yayınlanan çalışmada Cilo Dağlarında meydana gelen Pleistosen buzullaşmalarıyla ilgili bilgilere yer verilmiştir. Pleistosen dönemine dair kar sınırları belirlenmiştir (Wright, 1962). Kurter ve Sungur (1980) Türkiye’deki buzullardan bahsetmiş, bu buzulları üç bölüme ayırmışlardır. Bu bölümlerden ilki Doğu Karadeniz kıyısı boyunca uzanan dağlarda, ikincisi Toros Dağları’nda ve son olarak da birbirinden bağımsız olan volkanik dağlardır. Toros Dağları bölümünde ele alınan Cilo Dağları’na ilişkin on beşten fazla vadi ve dağ buzulunun yer aldığını belirtmişlerdir (Kurter ve Sungur, 1980). 1988 yılında Kurter “Glaciers of Turkey” adlı 12 çalışmasını yayınlamış ve Türkiye buzullarını yine 3 bölümde inceleyerek toplam buzul alanını 22.9 km2 olarak tespit etmiştir (Kurter, 1988). Yavaşlı ve Ölgen (2008) 1976-2006 yılları arasına ait Landsat (The U.S. Geological Survey, Landsat Missions, 2024) ve Quickbird-2 (The European Space Agency, Quickbird-2, 2024) uydu görüntülerini kullanarak Cilo üzerindeki buzulların 30 yıllık değişimlerini incelemiş ve bu süre zarfında buzulların yarısının eridiği sonucuna varmıştır. Bu değişimin buzul kütleleri ve iklim değişikliği arasındaki bağına değinmişlerdir (Yavaşlı ve Ölgen, 2008). Yavaşlı (2009) “Türkiye Buzullarındaki Değişikliklerinin Uzaktan Algılama ile Belirlenmesi” adlı tezde 1976- 2008 arası Landsat verileri kullanılarak buzul değişimleri incelemiştir. Cilo buzulları ile ilgili 31 yıllık zaman diliminde yine buzulların yarısının eridiği sonucuna varmıştır (Yavaşlı, 2009). Sarıkaya (2011) tarafından hazırlanan “Türkiye’nin Güncel Buzulları” adlı kitapta, Türkiye’nin güncel buzullarını yine Güneydoğu Toroslar, Doğu Karadeniz dağları ve Anadolu Platosuna dağılmış halde yüksek dağlar ve sönmüş volkanlar olarak üç grup olarak ele alınmıştır. ASTER ve Google Earth (Google, About Google, 2024) programlarını kullanarak 2002-2009 yılları arasında alınan görüntüleri incelemiş ve güncel buzulların tespitini yapmıştır. Tespitleri sonucunda Türkiye’de bir adet takke buzulu 50 adet dağ buzulu ve 55 adet kaya buzulu olduğunu belirtmiştir. Cilo Dağı’nda 3.48 km2 alana sahip farklı tiplerde 10 adet buzul olduğunu, bunların çoğunlukla doğu ve kuzeydeki dik yamaçlarda, zirveye yakın sirklerin içinde bulunduğunu belirlemiştir (Sarıkaya, 2011). Çiner ve Zreda (2011) geçmiş yıllarda bölgeyle ilgili yapılan çalışmaları baz alarak buzulların yaşları ve oluşum özellikleri ile bölgenin karakteristik özellikleri ile alakalı çıkarımlarda bulunmuştur. 2011 yılında gerçekleştirilen Türk Mühendis ve Mimarlar Odası Birliği ( TMMOB ) Coğrafi Bilgi Sistemleri (CBS) Kongresi’nde Bahadır ve Dikbaş tarafından sunulan bildiride Türkiye’deki buzulların 1990-2000 yılları arasındaki değişimleri incelenmiş, uydu görüntüleri ve CBS kullanılarak alan değişimlerinin sayısal olarak değerlerine yer verilmiştir. Sonuçlar, iklim değişiklikleri ve küresel ısınmanın etkileri de göz önünde bulundurularak değerlendirilmiştir. Elde edilen veriler ve geçmiş çalışmalar göz önünde bulundurularak, buzullardaki değişimin 1800 - 1850 yılları arasında başladığı sonucuna ulaşmışlardır. Şatır (2016), Landsat-8 ve Rasat (TÜBİTAK Uzay, RASAT, 2024) görüntülerini kullanarak Cilo buzullarını incelemiştir. Farklı zamanlarda alınmış görüntülere Normalized Difference Snow Index (NDSI), Normalized Difference Snow and Ice Index (NDSII), Normalized 13 Difference Principal Component Snow Index (NDPCSI) ve Wetness Transformation (WET) indekslerini uygulamış ve sonuçları değerlendirmiştir. Bu çalışmada genel olarak indekslerin doğruluk ve hassasiyetine odaklanılmamış olup, buzullardaki erimeye de dikkat çekilmiştir. İndeks sonuçları ayrı ayrı değerlendirilmiştir. NDPCSI indeksinin bölge için sonuç vermediğini belirtmiştir. WET indeksinin diğer indekslere göre daha iyi sonuç verdiği ve genel olarak NDSI ve NDSII gibi kullanılabileceğini savunmuştur (Şatır, 2016). Varol (2017), hazırlamış olduğu yüksek lisans tezinde Cilo Buzulları ile ilgili çalışmalara yer vermiştir. Geçmişte yapılan çalışmaların derlemelerini yaparak buzullardaki değişimleri incelemiştir. Çalışma her ne kadar düzenli periyotlar ile yapılmasa da buzullardaki değişimlerin yönü ve büyüklüğü ile ilgili sonuçlar ortaya çıkarmıştır. Tez kapsamında NDSI,NDSII,NDGI ve NDPCSI ile ilgili bilgilere yer vermiş lakin kullanımlarına dair detay belirtmemiştir (Varol, 2017). Tez sonucunda Cilo Buzulları ile ilgili verdiği alan değişimleri güzel bir altlık teşkil etmekte olup bu tez kapsamında kıyaslamalar için kullanılmıştır. 14 3. ÇALIŞMA ALANI VE VERİLER Tezin bu bölümünde, çalışma alanına ait özellikler açıklanmış, kullanılan uydu verileri ve referans veriler sunulmuş ve ayrıca bölgeye ait meteorolojik veriler aktarılmıştır. 3.1 Çalışma Alanı Irak - Türkiye sınırının yaklaşık 20 km kuzeyinde yer alan buzulların bulunduğu bölge (37.49° K, 44.00° D), Cilo veya Hakkari Dağları olarak isimlendirilmektedir (Şekil 3.1). Hakkari Merkez ilçesi ile Yüksekova ilçesi arasında kalan bu bölge Türkiye’nin en yüksek ikinci zirvesi olan Uludoruk (Reşko) Tepesi’ne ev sahipliği yapmaktadır. Zirve yüksekliği 4135 metredir. Merhum Sırrı Erinç tarafından yapılan çalışmada bilge ortalama daimi kar sınırının yaklaşık 3600 m olduğu belirtilmiştir (Erinç, 1952). Bölgede bulunan buzullar genellikle dağın doğuya veya kuzeye bakan dik yamaçlarında bulunmaktadırlar (Varol, 2017). Erinç Buzulu, Mia Hvara Buzulları ve Gelyaşin Buzulu bölgede bulunan büyük buzul kütlelerinin başında gelmektedir. En yüksek noktası 3016 m olan Gelyaşin Buzulu, Uludoruk zirvesinin doğu yamacında bulunur ve yaklaşık 2.1 km uzunluktadır. En yüksek noktası 3354 m olan Erinç Buzulu ise Uludoruk zirvesinin kuzey batısı tarafındadır ve yaklaşık 1.5 km bir uzunluktadır. Mia Hvara Buzulları ise birbirinden üç sırtla ayrılmış üç sirk içindedir ve yerlerine göre Batı, Orta ve Doğu Mia Hvara Buzulları olarak isimlendirilmiştirler (Varol, 2017). Bölgede diğer buzullara göre küçük sayılabilecek 5 adet daha buzul gözlenmiştir. Alansal olarak 0.2 km2’den daha küçüklerdir. Çalışma alanının yükseklik modeli Şekil 3.2’de sunulmuştur. Cilo Dağı’nda bulunan buzullar ilk olarak Ainsworth (1842) tarafından gözlemlenmiştir. Bu incelemeler sadece seyehat notu olarak kaleme alınmış bu sebeple detay içermemektedir. Maunsell (1901), hazırlamış olduğu bir çalışmasında Erinç Buzulu’nu fotoğraflamıştır ve bu fotoğraf Türkiye buzullarına ait bilinen ilk fotoğraftır. Fotoğraf incelendiğinde, buzulun dil bölgesinin günümüz verileri ile karşılaştırıldığında daha kalın ve geniş olduğu anlaşılmaktadır. 15 Bölgede ilerleyen yıllarda yapılan çalışmalar ile buzulun eriyerek iki parçaya ayrıldığı Erinç (1952) tarafından belirtilmiştir. 1948 yılında, merhum Sırrı Erinç, bölgeyi incelemiş ve Erinç Buzulu’nun ve Orta Uludoruk Buzulu’nun gerilediğini rapor ederek, iklim değişikliğinin bu buzulların değişiminde büyük bir rol oynadığını belirtmiştir (Sarıkaya, 2011). Şekil 3.1. Çalışma alanının konumu (merkez enlem: 37.50000, boylam: 43.98438). 16 Şekil 3.2. Çalışma alanının yükseklik modeli (merkez enlem: 37.50000, boylam: 43.98438, minimum yükseklik: 3130 metre, maksimum yükseklik: 4135 metre). 3.2 Sentinel-2 Uydu Verileri Bu tezde, Cilo Buzullarındaki değişimlerin yüksek çözünürlükle (10 m) ve zaman serisi olarak izlenebilmesi için Sentinel-2 uydu görüntülerinin uygun olacağı değerlendirilmiştir. ESA tarafından fırlatılmış olan Sentinel uyduları, sentetik açıklı radar (SAR), yüksek çözünürlüklü optik ve hava tahminleri ve çevresel izleme amaçlı düşük çözünürlüklü uydu takımlarından oluşmaktadır. Bunlardan düzenli olarak optik görüntü sağlayan Sentinel-2 uyduları, 5 günde bir düzenli veri sağlamaktadır. Sentinel-2A 23 Haziran 2015, Sentinel-2B ise Mart 2017 yılında Fransız Guyanası’ndan Vega roketi ile fırlatılmış ve yörüngeye yerleştirilmiştir (European Space Agency, Sentinel-2, 2024). Birbirlerinin eşi olan bu uydular aynı yörüngeye yerleştirilmiştir. Aralarında 180° olan uydular bu şekilde yerleştirilerek tekrar çekim süresini 5 gün gibi kısa bir süreye düşürmüştür ve ortalama yükseklikleri 768 km’dir. İkiz uyduların her biri yaklaşık olarak 1.2 ton ağırlığındadır. Yaklaşık ömürleri 3 aylık yörünge kontrol aşaması da dahil 7.25 yıl olarak öngörülmektedir. Batarya ve itici motorları yörüngeden çıkarma 17 manevraları dahil 12 yıllık bir operasyonu karşılayabilecek şekilde tasarlanmıştır. Uydu konumları çift frekanslı Global Navigation Satellite System (GNSS) alıcıları tarafından ölçülmektedir. Yörüngesel konum hassasiyeti ise uydu üzerinde bulunan iticiler sayesinde sağlanmaktadır. (European Space Agency, Sentinel-2, 2024). Sentinel-2 uydusu, üzerinde farklı örnekleme aralıklarına sahip 13 alıcısı olan bir optik görüntüleme algılayıcısı taşır. Multi Spectral Instrument (MSI) Dünya yüzeyinden yansıyan güneş ışınlarını toplayarak pasif olarak çalışır. Uydu yörünge üzerinde ilerledikçe yeni veriler toplar. Gelen ışınlar bir ışın ayırıcı tarafından ikiye ayrılır ve iki ayrı odak üzerine düşürülür. Biri görünür ve yakın kızılötesi (VNIR) bantları diğeri ise kısa dalga kızılötesi (SWIR) bantlarıdır. 13 bant görüntü üreten uydunun 4 bandı 10 m, 6 bandı 20 m, 3 bandı ise 60 m konumsal çözünürlüğe sahiptir (Çizelge 3.1). Görüş alanı (FOV) 290 km’dir. Uyduya ait bantların spektral değerlerini Çizelge 3.1’de verilmiştir. Sentinel-2 Bantları Dalga Boyu (Central Wavelenght) (µm) Çözünürlük (Resolution) (m) Bant 1 - Kıyı Aerosol (Coastal Aerosol) 0.443 60 Bant 2 - Mavi (Blue) 0.490 10 Bant 3 - Yeşil (Green) 0.560 10 Bant 4 - Kırmızı (Red) 0.665 10 Bant 5 - Bitki Örtüsü Kırmızı (Vegetation Red Edge) 0.705 20 Bant 6 - Bitki Örtüsü Kırmızı (Vegetation Red Edge) 0.740 20 Bant 7 - Bitki Örtüsü Kırmızı (Vegetation Red Edge) 0.783 20 Bant 8 - Yakın Kızıl Ötesi (NIR) 0.842 10 Bant 8A - Bitki Örtüsü Kırmızı (Vegetation Red Edge) 0.865 20 Bant 9 - Su Buharı (Water Vapour) 0.945 60 Bant 10 - Kısa Dalga Kızıl Ötesi İ(SWIR) (Cirrus) 1.375 60 Bant 11 - Kısa Dalga Kızıl Ötesi (SWIR) 1.610 20 Bant 12 - Kısa Dalga Kızıl Ötesi (SWIR) 2.190 20 Çizelge 3.1. Sentinel-2 uydusuna ait spektral bant aralıkları (Satimagingcorp, 2024). 18 Bu çalışmada, 2017-2023 yılları arasında alınan Sentinel-2 görüntüleri kullanılmıştır. Bölgeye ait görüntülerin kontrolü aşamasında, indirilebilir durumdaki ilk görüntü tarihinin 2016 yılı Ekim ayına ait olduğu görülmüş bu sebeple başlangıç yılı 2017 olarak belirlenmiştir. Görüntü- lerin çekim tarihi ve saati, çekim açıları gibi özellikleri Çizelge 3.2’de sunulmuştur. Referans olarak aynı alanın 2019 yılının Ağustos ayında çekilmiş hava fotoğrafı bulunmaktadır. Bu ne- denle tüm görüntüler, sonuçların mevsimsel değişikliklerden en az derecede etkilenmesini sağ- lamak için her yılın yine olabildiğince en yakın Ağustos gününden alınmıştır. Şekil 3.3’te ça- lışmada kullanılan 2019 yılı Sentinel-2 verisinin Bant 4, Bant 3, Bant 2 kombinasyonu ile oluş- turulan renkli görüntüsü verilmektedir. Yıl Uydu Tarih Saat Yörünge Numarası Yörünge Yönü 2017 S2A 30.08.2017 07:46:11 135 Alçalan 2018 S2A 25.08.2018 07:46:11 135 Alçalan 2019 S2A 20.08.2019 07:46:11 135 Alçalan 2020 S2A 29.08.2020 07:46:19 135 Alçalan 2021 S2A 29.08.2021 07:46:11 135 Alçalan 2022 S2A 24.08.2022 07:46:21 135 Alçalan 2023 S2B 14.08.2023 07:46:19 135 Alçalan Çizelge 3.2. Çalışmada kullanılan Sentinel-2 görüntülerinin çekim özellikleri. 19 Şekil 3.3. Çalışmada kullanılan 2019 yılı Sentinel-2 verisinin Bant 4, Bant 3, Bant 2 kombi- nasyonu ile oluşturulan renkli görüntüsü. Tez için kullanılan Sentinel-2 verileri 2A işleme seviyesine sahip görüntülerden seçilmiştir. 2A seviyesi Sentinel-2 verileri için en yüksek düzeltme işlemine tabi tutulmuş görüntüler olmasının yanında daha düşük düzeltme işlemine sahip görüntülerin bazıları kullanıcılar ile paylaşılma- maktadır. Seviye 0’da veriler temel analiz, bulut maskesi oluşturulması ve kısa dalga kızılötesi piksel değerlerinin yeniden düzenlenmesi gibi işlemlerine tabi tutulmaktadır. Seviye 1 görün- tüler 3 adımda işlenmektedir. Bu adımlarda radyometrik düzeltmeler, geometrik görüntüleme modelinin iyileştirilmesi, yeniden örnekleme, yansıma değer düzeltmeleri, görüntü ön izlemesi ve maske oluşturulması, sahne sınıflandırmaları ve atmosferik düzeltmeler yapılmaktadır. 2A seviyesi tüm bu işlemleri bünyesinde barındıran seviyedir (Sentiwiki, 2024). Tez kapsamında bu düzeltme seviyesine sahip görüntüler kullanılmıştır. Tüm düzeltmelerin yapılmış olması gö- rüntüler üzerinde herhangi bir işlem yapmadan kullanılmasına olanak sağlamıştır. 20 3.3 Referans Veriler Tez kapsamında kullanılan indekslerin değerlemesi ve kontrolü açısından referans veriler HGM Küre platformu üzerinden alınmıştır. HGM Küre üzerinde çalışma alanına ait bölgede bulunan görüntüsü, yüksek çözünürlüğe sahip olması nedeniyle buzul alanlarının rahat bir şekilde çizil- mesine ve ayırt edilmesine olanak sağlamıştır. Ayrıca referans görüntülerin çekim tarihi HGM Küre üzerinde 23.08.2019 olarak belirtilmiştir. Bu nedenle 2019 yılına ait Sentinel-2 uydu gö- rüntümüzün 20.08.2019 tarihinde alınmıştır. Aralarında sadece 3 günlük bir sürenin bulunması referans olarak HGM Küre üzerinden yapılan sayısallaştırmaların kullanılmasına olanak sağla- mıştır. HGM Küre üzerinden açılan çalışma bölgesi üzerinde, uygulama üzerinde bulunan Be- nim Katmanlarım-Kapalı Alan Oluştur adımları izlenerek buzullar kapalı alan oluşturacak şe- kilde çizilmiş kaydedilmiştir. HGM Küre platformunun ara yüzü Şekil 3.4’te gösterilmiştir. Şekil 3.5’te ise referans verilerin vektör çizimleri yine platform üzerinde verilmiştir. Şekil 3.6’da ise bölge buzullarının 3 boyutlu haritası HGM Küre platformu üzerinden alınan bir gö- rüntü ile verilmiştir. Şekil 3.4. HGM Küre platformu ana ara yüzü. 21 Şekil 3.5. HGM Küre platformunda buzulların görünümü. Şekil 3.6. HGM Küre platformu üzerinden alınmış buzul bölgelerini gösterir 3 boyutlu harita. 3.4 Meteorolojik Veriler Bölgeye ait iklim verileri Çevre, Şehircilik ve İklim Değişikliği Bakanlığı’na bağlı Meteoroloji Genel Müdürlüğü’nün Meteorolojik Veri Bilgi Sunum ve Satış Sistemi (MEVBİS) üzerinden sunulan birçok parametre arasından seçilmiş ve talep edilerek alınmıştır. MEVBİS’e göre 22 Hakkari ilinde 7 istasyon bulunmaktadır. Bu istasyonların konumları Şekil 3.7’de ve çalışma alanına yaklaşık uzaklıkları Çizelge 3.3’te verilmiştir. Şekil 3.7. Google Earth üzerinde istasyon konumlarını gösterir harita. Sıra İstasyon İsmi İstasyon No Çalışma Alanına Uzaklığı 1 Hakkari 17285 25 km 2 Yüksekova 17920 27 km 3 Şemdinli 18234 55 km 4 Hakkari Yüksekova Selahaddin Eyyubi Havalimanı 17815 22 km 5 Hakkari/Durankaya Beldesi 18771 36 km 6 Hakkari Mergabütan Kayak Merkezi 20513 30 km 7 Hakkari Kayak Merkezi 19909 30 km Çizelge 3.3. Çalışma bölgesi çevresinde bulunan meteorolojik istasyonlar. Çalışma alanına yakınlıkları sebebi ile Hakkari (İstasyon No: 17285) ve Hakkari Yüksekova Selahaddin Eyyubi Havalimanı (İstasyon No: 17815) istasyonlarından alınan meteorolojik parametreler bu çalışmada kullanılmıştır. Aylık kar yağışlı günler sayısı, aylık ortalama sıcaklık, aylık yağışlı gün sayısı, aylık toplam yağış (manuel), aylık toplam yağış (OMGİ) ve aylık toplam güneşlenme süresi olacak şekilde toplam 7 parametre seçilerek analiz edilmiştir. Alınan meteorolojik veriler 01.01.2015 - 13.11.2023 tarihleri arasını kapsamaktadır. Verilerin temininden sonra inceleme işlemleri yapılmış ve Hakkari Yüksekova Selahaddin Eyyubi Havalimanı istasyonundan alınan verilerde sadece ortalama sıcaklık verilerinin olduğu, 23 bu verilerin de her yıl ve her ay için olmadığı gözlenmiştir. Bu sebeple sadece 17285 numaralı Hakkari istasyonundan alınan veriler dikkate alınmıştır. Veriler 2015-2023 yılları arası aylık periyotlarla incelenmiş, yıllık ortalamalar analiz edilmiş ve ve Şekil 3.8’de grafik olarak gösterilmiştir. 2015 – 2017 yılları arası ortala yağışta azalma görülürken 2018 yılında artış göstermiş, 2019 yılında düşüş göstermiş olsa bile 2017 yılı kadar az olmamıştır. Grafikten de anlaşılabileceği üzere 2015 -2023 yılları arası ortalama yağışta bir düzen gözlenmemiştir. Şekil 3.8. Yıllık ortalama yağışlı gün sayısını gösteren grafik. Yıllara göre ortalama aylık toplam yağış miktarını gösteren grafik Şekil 3.9’da verilmiştir. Grafikten de anlaşılabileceği üzere 2015 – 2017 yılları arası düşüş gösteren toplam yağış miktarı 2018 yılı itibariyle ciddi bir artış göstermiş ve 2020 yılına kadar hafif azalmalar ile birlikte devam etmiştir. 0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 ORTALAMA YAĞIŞLI GÜN SAYISI AYLIK YAGISLI GÜN SAYISI MANUEL AYLIK YAĞIŞLI GÜN SAYISI OMGI 24 Şekil 3.9. Yıllara göre ortalama aylık toplam yağış miktarları. Şekil 3.8 ve 3.9’de de görülebileceği üzere 2015 yılına kıyasla diğer yıllarda az da olsa yağışlı gün sayısı azalma eğilimindedir. Ancak 2017’den sonra ortalama yağış miktarında artış gözlenmiştir. Meteorolojiden alınan bir diğer veri ise bölgesel toplam güneşlenme süresidir. Yıllara göre toplam güneşlenme süresini gösteren grafik Şekil 3.10’da verilmiş olup, genele bakıldığında güneşlenme sürelerinin yıllık olarak çok farklılık göstermediği görülmektedir. Şekil 3.10. Yıllara göre toplam güneşlenme süresi. 0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00 120.00 140.00 160.00 180.00 200.00 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 AYLIK TOPLAM YAĞIŞ (mm) AYLIK TOPLAM YAĞIŞ (mm) MANUEL AYLIK TOPLAM YAĞIŞ (mm) OMGI 0.00 50.00 100.00 150.00 200.00 250.00 300.00 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 TOPLAM GÜNEŞLENME SÜRESİ 25 Tez kapsamında incelenen buzulların değişiminde en büyük etkiyi sağlayacak olan kar yağışına ait verileri gösteren grafik Şekil 3.11’da verilmiştir. Yıllara göre toplam kar yağışlı günleri gösteren grafikten de anlaşılabileceği üzere 2015-2017 arası çok farklılık göstermeyen gün sayısı 2018 ve 2019 yılında artış göstermiştir. 2020-2021 yılları arasında azalsa bile önceki yıllarda görülen yağışlı gün sayısındaki fazlalığın etkilerinin devam ettiğini düşünülebilir. 2022 yılında tekrar büyük bir artış gösteren kar yağışlı gün sayısının etkisi sonuçlar bölümünde incelenmiştir. Şekil 3.11. Yıllara göre toplam kar yağışlı günler. Tez kapsamında incelenen buzulları fazlalıkla etkileyen bir diğer değer olan ortalama sıcaklık verileri de meteorolojiden temin edilmiştir. Temin edilen veriler doğrultusunda oluşturulan yıllara göre ortala sıcaklık grafik Şekil 3.12’de gösterilmiştir. Şekil 3.11 ile birlikte ele alındığında, 2018 yılında kar yağışlı gün sayısı artmış olsa da ortalama sıcaklığın da 2018 yılında artmış olması yağan karın buzul üzerinde artı etki yapmayacağı düşünülebilir. Gerçek etkisi ise yöntem bölümünde anlatılan indeksler yardımı ile belirlenmiştir. 0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 KAR YAĞIŞLI GÜNLER SAYISI 26 Şekil 3.12. Yıllara göre ortalama sıcaklık. 10.00 10.50 11.00 11.50 12.00 12.50 13.00 13.50 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 ORTALAMA SICAKLIK (°C) 27 4. YÖNTEM Yersel çalışmaların farklı dezavantajları sebebi ile hazırlanan tez kapsamında uzaktan algılama yöntemleri kullanılmıştır. Bu kapsamda Sentinel-2 uydusundan sağlanan görüntüler analizlere tabi tutulmuştur. Gelişen yöntemler göz önünde bulundurularak buzulların çıkarımı ve zamansal değişimlerinin izlenebilmesi için farklı indekslerin kullanılması gerekmektedir. Yapılan literatür taramalarında karşılaşılan farklı indeksler derlenmiş, uygulama alanında denenmiş ve referans verilerimizle karşılaştırılarak en uygun olanı seçilmiştir. Ardından zamansal olarak yapılan çalışmaların sonuçları yorumlanmıştır. 4.1 İş Akış Şeması Tezin yöntemi birtakım işlem adımları içermektedir. Bu aşamaları gösteren işlem adımlarını içeren iş akış şeması Şekil 4.1’de gösterilmiştir. İlk olarak HGM Küre platformu üzerinden çalışma alanı referans veri olması için çizildi. HGM Küre platformu üzerinden çizilen alanlar 3 boyutlu olarak çizilmiş ve bu şekilde buzulların konumları ile ilgili daha detaylı bilgi sahibi olunması amaçlanmıştır. Hakkari İli’ne ait sayısal yükseklik modeli (Şekil 3.2.) elde edilmiş ve çizimlerin kontrolü gerçekleştirilmiştir. HGM Küre platformu üzerinden alınan çizimlerin yüksekliklerinin yükseklik modeli ile tutarlı olduğu görülmüştür. Referans verisi ile ilgili kontrollerin ardından bölge ile ilgili görüntülerin temin işlemine başlanmıştır. Görüntülerin referans verisinin alındığı tarihe yakın olmasına özen gösterilmiştir. Ardından çalışma alanını kapsayan Sentinel-2 görüntüleri araştırılmış ve indirilmiştir. Ardından her yıl için indirilen veriler büyük ve işlenmesi zor olduğu için görüntüler üzerinden çalışma alanı kesilerek çıkartılmış, bu sayede daha düşük boyutlarda veriler ile çalışmak kolaylaşmıştır. Ardından indeksler için kullanılacak uygulamalar farklı bantlarda farklı çözünürlüklerde çalışmadığı için elde edilen görüntüler yeniden örnekleme (re-sampling) işlemine tabi tutulmuş ve çözünürlükleri eşitlenmiştir. Bu sayede istenilen tüm bant kombinasyonlarında aritmetik işlemlerin yapılmasına olanak sağlanmıştır. Görüntüler bu adımların ardından indekslerin uygulanması için hazır hale gelmiş ve her bir indeks denenmiştir. İndeksler sonucunda ortaya çıkan veriler incelenmiş ve içlerinden en uygun olarak kullanılabilecek indeks ya da indeksler seçilmiş ve sonuçlar analiz edilmiştir. 28 Şekil 4.1. Çalışmanın iş akış şeması. 29 Uygun indeksin belirlenmesinden sonra bu indeks bütün yıllar için elde edilmiş görüntüler üzerinde uygulanmış ve eşik değerler kullanılarak sonuçlar üzerinden buzulların alan hesaplaması yapılmıştır. Ortaya çıkan alan veriler meteorolojik veriler ile karşılaştırılmış ve çıkarımlar yapılmıştır. Ardından elde edilen alan verileri yıllık olarak kıyaslanmış ve yorumlanmıştır. Daha önceden aynı bölge üzerinden yapılan çalışmalar ile kıyaslamaları yapılmış, gerekli yorumlar ve öneriler yapılmıştır. Bu aşamaları gösteren iş akış şeması Şekil 4.2’de verilmiştir. Şekil 4.2. İndeks ugulama ve sonuçlarını gösterir iş akış şeması. 30 4.2 NDSI Normalized Difference Snow Index (NDSI) yer yüzeyindeki karın tespiti için kullanılan bant aritmetiklerinden en çok kullanılanlardan biridir. Kar, elektromanyetik spektrumun görülebilir kısmında fazla yansıtıcı, yakın ve kısa kızılötesi (near ve short-wave infra-red) kısmında ise düşük yansımaya sahiptir. Bu özellikten yola çıkarak fazla yansıma yaptığı aralıktaki bant ile düşük yansıma yaptığı bant oranından faydalanarak kar örtüsünün bulunmasına dayalı bir yöntem olarak ortaya çıkmıştır. NDSI indeksinin ilk kullanımı çok eskilere dayanmaktadır. 1970’lerin ortalarından itibaren kar örtüsü ile bulut ayrımı yapılması için kullanılmıştır. İlk örnekleri Valovcin (1976, 1978) ve Kyle (1978) tarafından yayınlanmıştır. Valovcin (1976), Air Force Geophysics Laboratory (AFGL) bünyesinde yapmış olduğu çalışmada S192 Multispectral tarayıcı verileri üzerinde incelemelerde bulunmuş, kar, buz ve bulut karakteristikleri hakkında çıkarımlarda bulunmuştur. Spektrumun görülebilir kısmında kar, buz ve bulutun beyaz olarak göründüğünü ancak spektrumun yakın kızıl ötesi kısmında ( S192 Bant 11 1.55 µm - 1.75 µm ) sulu bulutların beyaz, buz bulutlarının gri, karın ise siyah göründüğünü belirlemiştir. Bundan yola çıkarak Bant 6 (0.68 µm – 0.76 µm) ile Bant 11 (1.55 µm - 1.75 µm) arasındaki parlaklık oranının kar, buz ve bulut ayrımı için kullanılabileceği sonucuna varmıştır (Valovcin, 1976). Valovcin’in (1976) S192 alıcılarında belirlemiş olduğu spektrum aralıklarını kullanarak günümüz uydu görüntülerinin bantlarına uygulanması mümkündür. Literatür taramasında farklı uydularla yapılan benzer uygulamalara bakarak en sık kullanılan uydu ve bant kombinasyonları eşitlikleri Landsat 4-7 için eşitlik 4.1, Landsat 8-9 için eşitlik 4.2 ve Sentinel-2 için eşitlik 4.3’te gösterilmiştir. Landsat 4-7 NDSI = (Band 2 – Band 5) / (Band 2 + Band 5) (Eşitlik 4.1) Landsat 8-9 NDSI = (Band 3 – Band 6) / (Band 3 + Band 6) (Eşitlik 4.2) Sentinel-2 NDSI = (Band 3 – Band 11) / (Band 3 + Band 11) (Eşitlik 4.3) 31 4.2 NDSII Xiao (2000) tarafından yayınlanan bir makalede kar ve buzul örtüsünün belirlenmesi için SPOT-4 VGT (Terra Scope, SPOT-VGT, 2024) sensörünün kullanılabileceğini savunulmuştur. SPOT-4 Vegetation (VGT) sensörünün 4 banta sahip olması ve LANDSAT TM2 bandına eşdeğer bir bantının bulunmaması sebebi ile NDSI kullanımının VGT sensörü için söz konusu olmadığı belirtmiştir. Landsat TM’nin 3 bandının (TM1, TM2, TM3), birbirlerine göre korelasyonunun fazla olmasından ve bu alanda yapılan diğer çalışmalarda TM3 bandının buz ve kar örtüsünün tespiti konusunda kullanışlı bir bant olduğu verisine dayanarak yeni bir yaklaşım geliştirmiştir. SPOT-4 VGT sensöründe bulunan kırmızı ve orta-kızılötesi bantlarının Landsat TM3 ve TM5 bantlarına eşdeğer olduğunu belirleyip, kar ve buz örtüsünün belirlenmesi için kullanılabileceğini savunmuştur. Bu sonuçlardan yola çıkarak Normalized Difference Snow and Ice Index ismini verdiği yeni bir indeksin formülünü vermiştir. Xiao vd. (2001) tarafından önerilen bu formüller Landsat TM için Eşitlik 4.4 ve SPOT-4 VGT için Eşitlik 4.5’te verilmiştir. Landsat NDSII = (TM3 - TM5) / (TM3 + TM5) (Eşitlik 4.4) SPOT-4 VGT NDSII = (B2 - MIR) / (B2 + MIR) (Eşitlik 4.5) Tezde kullanılan veriler Sentinel-2 uydu görüntüleri olduğu için, spektral bantların özellikleri de göz önünde bulundurularak formüller Sentinel-2’ye uyarlandığında Eşitlik 4.6’da gösterildiği gibi kullanılması uygun bulunmuştur. Sentinel-2 NDSII = (B4 – B11) / (B4 + B11) (Eşitlik 4.6) 4.3 NDGI 2005 yılında Kargel ve arkadaşları tarafından yapılan bir yayında buzul örtüsünün 4 bileşenden oluştuğu öne sürülmüştür. Bunları kar, buz, buz ile karışık kayaç türleri ve kayaç türleri olarak 32 sınıflandırmışlardır (Kargel vd. , 2005) . Bu sınıfların detaylı ayrıştırılması için 2009 yılında Keshri ve arkadaşları Normalized Difference Glacier Index (NDGI) isimli yeni bir indeks oluşturmuşlardır (Keshri vd. , 2009). Bu indeksi Himalayalarda bulunan Chenab havzasında ASTER verisi kullanarak denemişlerdir. Bu veriler yardımı ile buzul örtüsünün daha doğru sınıflandırılabilmesi için buzul örtüsünün 4 bileşeninin spektral değerlerindeki farkları iyi değerlendirip ayrıştırılması gerektiğinin savunmuşlardır. Bu bağlamda ASTER verileri için en uygun bant kombinasyonunun yeşil (B1) ve kırmızı (B2) olduğu sonucuna varmış ve NDGI için bu bantları kullanmışlardır. ASTER görüntüsünün bantlarının yansıma değerlerini Sentinel-2 ile karşılaştırarak en uygun bant kombinasyonunun yeşil (B3) ve kırmızı (B4) olduğu anlaşılmış, tez kapsamında NDGI bu şekilde hesaplanmıştır ve Eşitlik 4.7’de gösterildiği gibi kullanılması uygun görülmüştür. Sentinel-2 NDGI = (B3 – B4) / (B3 + B4) (Eşitlik 4.7) 4.4 NDPCSI Bu yöntem görüntüye ait bantların temel bileşen analizine (Principle Component Analysis - PCA) tabi tutularak kar örtüsünü bulmayı amaçlar. İlk olarak Sibandze vd.(2014) tarafından 2014 yılında kullanılmıştır. Temel bileşen analizi, görüntü işlemede yaygın kullanılan bir istatistiksel yöntemdir. Bu yöntem fazla sayıda olan bantlar içerisindeki verileri varyansı fazla olacak şekilde tekrardan oluşturmayı, bu işlemi yaparken boyutu küçültmeyi amaçlar. Bu sayede eldeki veri setinin boyutu küçülmüş olur. Aynı zamanda görüntü işleme alanında bant sayısı aynı olmasına rağmen bantlar arası varyans artmış olduğu için yorumlanacak bantların sayısı azalmış olur. Sınıflandırma yapılacak görüntülerde büyük avantaj sağlamaktadır. Sibandze ve arkadaşlarıda bu yöntemi 2014 yılında Güney Afrika’da yer alan Koue Bokkeveld dağında kar örtüsünü bulmak için NDSI ile birlikte kullanmış ve kıyaslamasını yapmıştır. Bu yöntemi Landsat 8 level 1A görüntülerinin kullanarak yapmışlardır. Landsat 8’in yeşil bant (0.53-0.59 μm) ve kısa-dalga kızılötesi bantını (1.57-1.65 μm) kullanarak NDSI hesaplamasını 33 yapmışlardır. NDSI’ın kar örtüsünü bulma konusunda sulak arazi sorununa dikkat çekerek, NDSI uygulanmış görüntüye literatürde en sık kullanılan 0.4 eşik değerine ek olarak 0.11 değeri ile sulu arazi eşik değeri uygulayarak kar örtüsünü bulmaya çalışmıştır. Ardından Landsat 8’in bantlarını temel bileşen analizine tabi tutmuştur. Oluşan temel bileşen bantlarından en fazla veriyi içeren birinci ve ikinci bantları kar örtüsünün tespiti için kullanmaya karar vermiştir. Her ne kadar birinci bileşende kar örtüsüyle diğer yüzey örtüleri arasında yüksek kontrast ayrımı kolaylaştırıyor olsa da ikinci bileşende durumun farklı olduğunu belirtmiştir. İkinci bileşende hem kar örtüsünün hemde su yüzeyinin ışığı soğurması sebebi ile aralarındaki kontrastın düştüğünü ve ayrımın zorlaştığı kanaatine varmış, ancak yüksek bilgi içeriğinden dolayı ilk iki bileşeni kullanmaya karar vermiştir. Sonuçları değerlendirdiğinde ise, NDPCSI’ın NDSI’dan daha fazla doğru sınıflandırma oranına sahip olduğunu, sulu yüzey ve gölge ayrımında daha başarılı olduğu sonucuna vararak kullanılabileceğini savunmuştur (Sibandze vd., 2014). Tez kapsamında NDPCSI için görüntülere temel bileşen analizi uygulandıktan sonra oluşan bileşenler içinden en parlak ve en karanlık bileşenlerin kullanılması uygun görülmüş, bu bağlamda Sentinel-2 için uygun görülen Eşitlik 4.8’de gösterilmektedir. NDPCSI = (Pcbrightest - PCdarkest) / (PCbrightest + PCdarkest) (Eşitlik 4.8) 4.5 Uygulamada Kullanılan Yazılımlar Tez kapsamında elde edilen Sentinel-2 uydu görüntülerini incelemek ve işlemek için ESA tarafından geliştirilen ve açık olarak paylaşılan Sentinel Application Platform (SNAP) yazılımı kullanılmıştır. SNAP çeşitli uzaktan algılama verilerinin kullanımını, görüntülenmesini ve işlenmesini sağlayan, üzerinde çeşitli API (Application Programming Interface)’ler barındıran bir yazılımdır. Scientific Toolbox Exploitation Platform (STEP) üzerinden erişilebilen ücretsiz bir yazılımdır (STEP, 2024). ESA ve Avrupa Birliği (AB) tarafından desteklenen Copernicus programı kapsamında sunulan scihub.copernicus.eu web sitesinden indirilen görüntüleri bir bütün olarak görüntülemesi ve 34 işlemesi sebebi ile tez kapsamında bu yazılımdan fazlası ile faydalanılmıştır. Aynı zamanda içerisinde bant aritmetiği ile ilgili bulunan uzantılar sayesinde NDSI, NDSII, NDGI ve NDPCSI işlemlerinin yapılması sağlanmıştır. SNAP yazılımının yanı sıra hem yapılan işlemleri doğrulayabilmek adına ve bazı durumlarda kullanım kolaylığı sağlaması sebebi ile yine ücretsiz bir yazılım olan QGIS’de kullanılmıştır. QGIS yazılımı, OSGeo Vakfına (Open Source Geospatial Foundation) tarafından geliştirilen açık kaynak kodlu bir CBS yazılımıdır (OSGeo, 2024). Ücretsiz olarak kullanıma sunulan bu program, tez kapsamında SNAP uygulaması ile yapılan işlemlerin kontrol edilmesi için yardımcı yazılım olarak kullanılmıştır. HGM Küre sistemi, PiriReis Bilişim Teknolojileri Limited Şirketi’nin CitySurf Globe platformu üzerinde Harita Genel Müdürlüğü tarafından geliştirilmiştir (HGM Küre, 2024). HGM Küre yazılımı kullanılarak tez çalışma alanında bulunan buzulların çizimleri gerçekleştirilmiş ve bu çizimler görüntü yılı için referans verisi olarak kullanılmıştır. 35 5. ANALİZ SONUÇLARI Tez kapsamında buzullar üzerindeki değişimleri gözlemek için literatür taramasından elde edilen indekslerin her biri ayrı ayrı uygulanmış ve sonuçlar gözlenmiştir. Çalışma alanı ile ilgili referans verilere en uygun sonuçları veren indeksler dikkate alınmış ve değerlendirilmiştir. Başarılı bulunmayan indeksler ile alakalı sonuçlar yorumlamaya dahil edilmemiştir. 5.1 NDSI Uygulaması ve Sonuçları Cilo Buzullarının tespiti için ilk olarak Sentinel-2 den indirilen görüntülere NDSI uygulanmıştır. Bu işlem için öncelikle scihub.copernicus.eu adresinden temin edilen görüntülerin boyutunu Cilo Buzulları’nın yaklaşık konumunu içerisine alacak şekilde kesilmiştir. Bu işlem için Sentinel-2 için hazırlanmış olan SNAP uygulaması kullanılmıştır. Raster-subset yolunu izleyerek gerekli koordinatlar girildikten sonra oluşan görüntü hem alan olarak hem de sayısal ortamda kapladığı alan olarak küçülmüştür. Şekil 5.1’de görülen görüntünün kesilmemiş hali yaklaşık 1.3 gb iken uygulama için gerekli kısmın kesilmiş hali (subset) ise yaklaşık 200 mb boyutundadır. Ardından oluşan dosya içerisinden Bant 3 ve Bant 11 farklarının toplamlarına oranı olacak şekilde bir aritmetik işleme tabi tutulmuş ve yeni görüntüler kaydedilmiştir. Şekil 5.2’de ise 2019 yılına ait görüntüye NDSI uygulaması sonucu görsel olarak sunulmuştur. Literatürde NDSI için genellikle kullanılan eşik değerinin 0.4 olduğu görülmüştür. HGM Küre uygulamasından elde edilen 2019 yılına ait referans verilerle karşılaştırma sonucunda eşik değerinin 0.4 olmasının Cilo Buzulları için de uygun olacağı görülmüş ve uygulama bu şekilde gerçekleştirilmiştir. Şekil 5.3’te hava fotoğraflarından üretilen referans poligonlar (kırmızı renkle görselleştirilmiştir) ve 0.4 eşik değeri ile elde edilen iki değerli (binary) Sentinel-2 2019 NDSI görüntüsü sunulmuştur. 36 Şekil 5.1. 2017 Yılına ait Sentinel-2A uydu görüntüsünün genel kapsama alanı ve uygulama alanını içeren alt alanı (kesilen). Şekil 5.2. 2019 yılına ait görüntüye NDSI uygulaması sonucu. 37 Şekil 5.3. 0.4 eşik değeri ile elde edilen iki değerli 2019 NDSI görüntüsü ve hava fotoğraflarından elde edilen referans buzul sınırları (kırmızı poligon). Beyaz renkler buzulları ifade etmektedir. Eşik değerler belirlenirken, referans verilerden elde edilen alanlar ile 2019 yılı Sentinel-2 görüntülerinden elde edilen NDSI verilerine farklı eşik değerleri uygulanarak iki değerli görüntüler elde edilmiş, vektörizasyon uygulanarak elde edilen alanlar karşılaştırılmıştır. Vektörizasyon işlemi için QGIS uygulaması kullanılmıştır. Alan hesabı yapılırken bölgesel olarak buzullar bir bütün olarak alınmamış, bütünlüğünü korumuş buzul kütleleri tekil olarak ele alınmıştır. Çizelge 5.1’de 0.3, 0.4 ve 0.5 eşik değerlerine ait sonuçlar sunulmuştur. Çizelge 5.1’de üzerinde de görülebileceği üzere 0.4 eşik değeri uygulanmış görüntülerden elde edilen alan verilerinin 2019 verileri ile arasındaki farkın en az olduğu fark edilmiş ve eşik değeri olarak 0.4 kullanılmıştır. Diğer yıllara ait Sentinel-2 görüntülerinden elde edilen NDSI sonuçlarına da 0.4 eşik değeri kullanılarak devam edilmiştir. Vektörizasyon sonucunda oluşan dağınık kar örtüsü ve buzul verilerinin bir bütün olarak ele alınabilmesi için tezin ilk aşamalarında yapılan literatür taramaları da göz önünde bulundurularak buzulların geçmiş zamanlarda bulunduğu alanlar Şekil 5.4’te kapalı bir alan oluşturacak şekilde çizilmiştir. Burada hedeflenen, vektörizasyon sonucunda oluşan parçalı 38 verilerin hangi buzul alanına dahil olduğuna karar verebilmektedir. Kapalı alanlar içerisinde bulunan vektörlerin alan sorgulamaları yapılarak buzul sınıflandırması yapılmış ve alanları toplanmıştır. Şekil 5.4. Bölgede bulunan buzulların genel alanları. Çizelge 5.1. NDSI için farklı eşik değerlerinin 2019 referans verisi ile karşılaştırılması. Birimler metre cinsindendir. Yorumlama aşaması için, bu işlemler 0.4 eşik değeri ile 2017-2023 görüntülerine ayrı ayrı uygulanmış ve elde edilen alanlar Çizelge 5.2’de sunulmuştur. Ayrıca Şekil 5.5’te yıllara göre alansal değişim grafik olarak verilmiştir. Çizelge ve grafiklerde görülebileceği üzere, farklı yıllarda iniş ve çıkışlar görülmüştür. Bu değer değişimlerinin diğer iklimsel ve çevresel parametrelerle birlikte değerlendirilmesi gerekmektedir. NDSI 2019 Referans Verisi 0.3 Eşik Değer Fark 0.4 Eşik Değer Fark 0.5 Eşik Değer Fark Erinç 918,903.65 937,600.00 -0.020 902,800.00 0.018 865,200.00 0.058 Batı Mia Hvara 427,002.57 455,600.00 -0.067 413,200.00 0.032 389,200.00 0.089 Orta Mia Hvara 305,327.34 316,000.00 -0.035 299,600.00 0.019 284,400.00 0.069 Doğu Mia Hvara 385,008.96 407,200.00 -0.058 378,800.00 0.016 349,200.00 0.093 Gelyaşin 928,594.50 946,800.00 -0.020 918,400.00 0.011 861,200.00 0.073 Poyraztepe 35,460.60 38,400.00 -0.083 34,000.00 0.041 31,600.00 0.109 39 YILLAR BUZULLAR NDSI 2017 NDSI 2018 NDSI 2019 NDSI 2020 NDSI 2021 NDSI 2022 NDSI 2023 ERİNÇ 709,600 m² 655,200 m² 1,088,800 m² 836,000 m² 626,000 m² 498,800 m² 729,600 m² BATI MİA HVARA 346,400 m² 335,200 m² 624,000 m² 412,400 m² 256,400 m² 219,200 m² 356,400 m² ORTA MİA HVARA 230,800 m² 185,600 m² 342,000 m² 274,800 m² 209,200 m² 189,600 m² 234,800 m² DOĞU MİA HVARA 303,600 m² 260,400 m² 495,200 m² 395,600 m² 301,200 m² 217,200 m² 333,200 m² GELYAŞİN 899,200 m² 857,200 m² 1,432,800 m² 1,090,000 m² 853,200 m² 822,800 m² 938,800 m² POYRAZTEPE 352,400 m² 312,400 m² 1,420,800 m² 710,400 m² 332,000 m² 154,000 m² 426,000 m² Çizelge 5.2. NDSI ile elde edilen oluşan buzul alanları. Birimler metre cinsindendir. Şekil 5.5. Buzulların yıllara göre alansal değişimini gösteren grafik. NDSI uygulanmış görüntü 0.4 eşik değerine tabi tutulduktan sonra ortaya çıkan sonuçların vektörize edilmesi ile buzul sınırları ortaya çıkarılmıştır. Ortaya çıkan sonuçların sayısal değerleri belli olsa da buzulların değişimlerinin görsel değerlemesi için Erinç Buzulu Şekil 5.6’da yıllara göre gösterilmiştir. Yıllık sonuçlar değerlendirildiğinde en fazla değişimin buzulun kuzey ve yükseltisi daha az olan bölgelerinde gerçekleştiği anlaşılmaktadır. 0 200000 400000 600000 800000 1000000 1200000 1400000 1600000 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 NDSI ERİNÇ BUZULU BATI MİA HVARA ORTA MİA HVARA DOĞU MİA HVARA GELYAŞİN BUZULU POYRAZTEPE BUZULLARI 40 Şekil 5.6 Erinç Buzulu’nun NDSI sonuçlarına göre yıllık değişimi. 41 5.2 NDSII Uygulaması ve Sonuçları Cilo Buzullarının tespiti için ilk olarak Sentinel-2 den elde edilen görüntülere NDSII uygulanmıştır. NDSII temelde Bant 4 ve Bant 11 farklarının toplamlarına oranını hesaplayan bir aritmetik işlemdir. Şekil 5.7’da 2019 yılı için elde edilen NDSII görüntüsü verilmiştir. Şekil 5.8’de ise Orta Mia Hvara Buzulu’na ait referans veri ve 0.4 eşik değeri ile üretilen NDSII görüntüsünün sunulmuştur. Şekil 5.7. 2019 yılına ait görüntüye NDSII uygulaması (0.4 eşik değer) 42 Şekil 5.8. HGM Küre üzerinden çizilen Orta Mia Hvara Buzulu’na ait referans veri (kırmızı) ve 2019 yılı Sentinel-2 NDSII görüntüsü (0.4 eşik değer). Yapılan literatür taramasında standart kabul edilen bir eşik değer bulunmadığı için 2019 referans verileri ile karşılaştırma işlemine gidilmiştir. Farklı eşik değerleri uygulanan NDSII görüntümüzde oluşan buzul alanları 2019 HGM Küre üzerinden elde etmiş olduğumuz referans veriler ile karşılaştırılarak en yakın değer bulunmaya çalışılmıştır. Referans verinin yılı 2019 olduğundan dolayı kıyaslama 2019 NDSII görüntüsü üzerinden yapılmıştır. NDSII sonucu oluşan görüntüye farklı eşik değerleri denenmiş, sonuçların alan değerleri 2019 HGM Küre üzerinden alınan referans veriler ile kıyaslanmıştır. Çizelge 5.3’te 0.3, 0.4 ve 0.5 eşik değerlerine ait alan verileri verilmiş olup aralarındaki farkın en az olduğu 0.4 eşik değerinin kullanılmasına karar verilmiştir. Çizelge 5.3. NDSII için farklı eşik değerlerinin 2019 referans verisi ile karşılaştırılması. Birimler metre cinsindendir. NDSII 2019 Referans Verisi 0.3 Eşik Değer Fark 0.4 Eşik Değer Fark 0.5 Eşik Değer Fark Erinç 918,903.65 954,800.00 -0.039 918,400.00 0.001 877,200.00 0.045 Batı Mia Hvara 427,002.57 471,200.00 -0.104 422,800.00 0.010 399,200.00 0.065 Orta Mia Hvara 305,327.34 321,600.00 -0.053 307,200.00 -0.006 291,200.00 0.046 Doğu Mia Hvara 385,008.96 414,800.00 -0.077 384,000.00 0.003 355,200.00 0.077 Gelyaşin 928,594.50 957,200.00 -0.031 927,200.00 0.002 868,000.00 0.065 Poyraztepe 35,460.60 40,400.00 -0.139 34,800.00 0.019 31,600.00 0.109 43 Seçilen eşik değere göre NDSII 2017-2023 yılları arasında seçilen görüntülere aynı şekilde uygulanmıştır. Sonuçlar vektör haline dönüştürülerek buzul bazlı alan hesabına geçilmiştir. Bu şekilde buzul ve kar örtüsü kapalı bir alan içerisinde kalmış ve alan hesabı yapılması sağlanmıştır. Bölge ile alakalı yapılan literatür incelemesi ile elde edilen veriler ışığında bölgede bulunan 6 buzul alanı önceki yıllarda belirlenen buzul alanları dikkate alınarak geniş bir alan belirlenmiş (Şekil 5.4) ve alan hesabı için bu alan içerisinde kalan tüm vektörler göz önünde bulundurulmuştur. Geçmişten günümüze kadar yapılan araştırmalar göz önünde bulundurularak çizilen buzul alanları içerisinde kalan vektörlerin alanları sorgulanarak bir tabloya işlenmiştir. Alanlar metre kare olarak hesaplanmış ve bu şekilde Çizelge 5.4’te verilmiştir. Ayrıca şekil olarak Şekil 5.9’de sunulmuştur. Grafik üzerinde görüldüğü üzere buzul alanlarında 2017-2018 arası bir düşme varken 2019 yılında büyük bir artış meydana gelmiştir. Ayrıca bu artışın tüm buzullar için aynı olmadığı da gözlenmiştir. Bu değişimlerin yine meteorolojik ve çevresel parametrelerle ilişkilendirilmesi uygun olacaktır. Çizelge 5.4. NDSII sonucu elde edilen buzul alanları. YILLAR BUZULLAR NDSII 2017 NDSII 2018 NDSII 2019 NDSII 2020 NDSII 2021 NDSII 2022 NDSII 2023 ERİNÇ 695,600 m² 674,800 m² 1,091,600 m² 858,400 m² 639,200 m² 521,600 m² 737,600 m² BATI MİA HVARA 334,800 m² 353,200 m² 787,800 m² 422,800 m² 270,800 m² 245,200 m² 371,200 m² ORTA MİA HVARA 222,000 m² 204,000 m² 341,600 m² 286,000 m² 216,800 m² 205,200 m² 242,000 m² DOĞU MİA HVARA 278,400 m² 289,600 m² 494,800 m² 407,200 m² 312,800 m² 238,800 m² 346,800 m² GELYAŞİN 873,200 m² 898,400 m² 1,388,800 m² 1,112,800 m² 865,200 m² 856,400 m² 965,600 m² POYRAZTEPE 374,800 m² 290,800 m² 1,473,200 m² 658,000 m² 312,400 m² 196,800 m² 415,200 m² 44 Şekil 5.9. NDSII sonuçlarından elde edilen buzul alanlarının yıllara göre alansal değişimi. NDSII uygulanmış görüntü 0.4 eşik değerine tabi tutulduktan sonra ortaya çıkan sonuçların vektörize edilmesi ile buzul sınırları ortaya çıkarılmıştır. Ortaya çıkan sonuçların sayısal değerleri belli olsa da buzulların değişimlerinin görsel değerlemesi için Erinç Buzulu Şekil 5.10’da yıllara göre gösterilmiştir. Yıllık sonuçlar değerlendirildiğinde en fazla değişimin buzulun kuzey ve yükseltisi daha az olan bölgelerinde gerçekleştiği anlaşılmaktadır. 0 200000 400000 600000 800000 1000000 1200000 1400000 1600000 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 NDSII ERİNÇ BUZULU BATI MİA HVARA ORTA MİA HVARA DOĞU MİA HVARA GELYAŞİN BUZULU POYRAZTEPE BUZULLARI 45 Şekil 5.10 Erinç Buzulu’nun NDSII sonuçlarına göre yıllık değişimi. 46 5.3 NDGI Uygulaması ve Sonuçları Sentinel-2 görüntüleri NDGI indeksi için (B3 – B4) / (B3 + B4) olacak şekilde bir aritmetik işleme tabi tutulmuştur. Literatür taramalarında elde edilen NDGI indeksi ve kullanılan bantların yansıma değerleri dikkate alınarak yapılan bu işlemin sonucu çalışma alanında istenilen sonuçları vermemiştir. Bunun sebebi ile ilgili olarak çalışma alanında Erinç Buzulunun bulunduğu bölgeden alınan bir kesit üzerinde histogram incelemesi yapılmıştır (Şekil 5.11 ve 5.12). Çıkan sonuçların Bant 3 ve Bant 4 için çok yakın oldukları gözlemlenmiştir. Şekil 5.11. Erinç Buzulundan alınan bir kesite ait Bant-3 histogram grafiği. Şekil 5.12. Erinç Buzulundan alınan bir kesite ait Bant-4 histogram grafiği. 47 NDGI indeksinin aritmetik formülü iki bant arasındaki farka göre sonuç verdiğinden dolayı Sentinel-2 görüntüsüne ait Bant-3 ve Bant-4 yansıma değerlerinin birbirine çok yakın olması bu indeks için kullanılabilir bir sonuç vermemiştir. Bu sebeple tez kapsamında buzul çıkarımı için kullanılmamıştır. 5.4 NDPCSI Uygulaması ve Sonuçları NDPCSI (Sibandze vd., 2014), temel bileşen analizi (PCA) kullanılarak elde edilen bir indekstir. Bunun için SNAP yazılımı kullanılarak Sentinel-2 görüntüleri PCA işlemine tabi tutulmuştur. Bu işlem ile bantlar arası korelasyonun giderilmesi ve birbirlerinden içerdikleri bilgiler bakımından bağımsız bantlar (Şekil 5.13.) oluşturulması hedeflenmiştir. Elde edilen bileşenler içinden çalışma alanı ile ilgili en parlak ve en karanlık bileşenlerin Bileşen-1 (en karanlık), Bileşen (en parlak) olduğu belirlenmiştir. Ancak buzul alanlarının görsel analizinde en karanlık görüntüyü veren Bileşen-2, en parlak görüntüyü veren bileşenin ise Bileşen-3 olduğu görülmüştür. Tez kapsamında amaç buzul alanlarının izlenmesi olduğu için bu bileşenler NDPCSI için daha öncesinde belirlenen formüle uygun olarak SNAP yazılımında aritmetik işleme tabi tutulmuş ve değişik eşik değerleri ile test edilmiştir. Aynı işlemler Bileşen- 1 ve Bileşen-2 için de yapılmış olup sağlıklı sonuçlar alınamamıştır. 48 Şekil 5.13. 2019 yılına ait Sentinel-2 görüntüsüne temel bileşen analizi yapıldıktan sonra oluşan bileşenler. 49 Çalışma alanında bulunan buzulları en belirgin gösteren eşik değeri 0.4 olarak belirlenmiş ve uygulanmıştır (Şekil 5.14). Ancak oluşan görüntüde sadece buzul alanları değil bölgenin geri kalanında buzul veya kar örtüsü olmadığı halde yansıma değeri veren pikseller ortaya çıkmıştır. Şekil 5.14. 2017 yılına ait NDPCSI uygulanmış ve 0.4 eşik değerine tabi tutulmuş Sentinel-2 görüntüsü. Görüntüden de anlaşılacağı üzere buzul bulunan bölgelerde iyi sonuç veren görüntü diğer bölgelerde de yansıma değeri vermesinden dolayı otomatik çıkarım için uygun değildir. Bölge üzerinde NDPCSI uygulaması sonucunda yansıma değeri veren bölgelerin ayrıca incelenmesi, neden yansıma değeri verdiğine dair fikir sahibi olunmasına olanak sağlayabilir. Bölge üzerinde maske kullanılması indeks sonucunda sadece buzulların elde edilmesine yardımcı olabilir. Tez amacı gereği buzul çıkarımında otomatikleşme gereksinimi şu aşama için maske kullanılmasını gerektirmediği için herhangi bir maske kullanılmamıştır. Bu indeks her ne kadar tez çalışmasının amacına uygun olarak kullanılamasa da üzerinde incelemeler yapılması faydalı olabilir. Buzul bölgesi diğer alanlardan ayrı olarak ele alındığı takdirde buzul izleme çalışmalarında bölgesel olarak kullanılabilir. 50 5.5 Sonuçların Karşılaştırılması Tez için yapılan literatür taramalarında en çok kullanılan indeksler belirlenmiş olup, bu indeksler çalışma alanında kullanılmıştır. NDSI ve NDSII indeksleri bölgedeki kar ve buz örtüsü hakkında referans verisi ile uyum sağlayarak kar ve buz örtüsünün zamansal değişiminin izlenmesini sağlamıştır. NDGI ve NDPCSI indekslerin sonuçları incelebilir olsa da buzul izleme çalışmaları için otomatik çıkarım konusunda sonuç vermemiştir. Bu sebeple sadece NDSI ve NDSII indeks sonuçları izleme açısından değerlemeye alınmış ve incelenmiştir. NDSI verileri HGM Küre üzerinden 2019 yılına ait referans verileri ile karşılaştırılmış ve bölgede bulunan büyük buzullar ile 0.4 eşik değeri aralığında uyumlu olduğu görülmüş ve alan hesaplamaları buna göre yapılmıştır. Ancak çalışma alanında bulunan Kervan ve Kelyanur Göllerinin (Şekil 5.15) indeks görüntüleri incelendiğinde, çalışma alanının kuzey doğu tarafında bulunan Kervan Gölü NDSI uygulanmış görüntüde buzul olarak tespit edildiği görülmüştür. Kervan Gölü’nün 1 km doğusunda bulunan Kelyanur Gölü ise 0.4 eşik değerinde buzul olarak sınıflandırılmamıştır. HGM Küre uygulamasından iki gölün de yaklaşık 3000 metre rakımda olduğu görülmektedir. Coğrafi olarak Kervan Gölü’nün etrafının yüksek rakımlı tepelerle çevrili olması ortalama güneşlenme süresini düşürdüğünden, görüntünün alındığı dönemde buzlu olma ihtimali yüksektir. Şekil 5.15. HGM Küre uygulamasından alınmış Kervan ve Kelyanur Göllerinin 3B perspektif görüntüsü. 51 Buzul izleme çalışmalarının otomatikleştirilmesi adına NDSI değerlerinin su kaynaklarını buzul olarak algılaması bir dezavantaj oluşturmaktadır. Buzul izleme konusunda etkinliği göz önünde bulundurularak izleme alanında ve yakınında olan sulu bölgelerin kontrol alanı dışında bırakılması NDSI değerlerinin yine de kullanılabilmesine olanak sağlayabilir. Tez kapsamında Cilo buzulları bölgesinde Sentinel-2 görüntülerine NDSI uygulanmış ve sonuç veriler gösterilmiştir. Grafik 5.1 de gösterilen alan değişime bakılacak olursa 2017’den 2018’e buzul alanlarında azalma mevcutken 2019 yılında büyük bir artış gözlenmiştir. Bu bölgenin meteorolojik verilerine göre (Şekil 3.11) yıllık olarak toplam kar yağışlı gün sayısı 2018 ve 2019’da yaklaşık olarak aynıyken Şekil 3.12’de gösterilen yıllık ortalama sıcaklık verilerinde 2019 yılında ortalama sıcaklıkta büyük bir düşüş gözlenmiştir. Bu verilerden yola çıkarak 2018 ve 2019 da görülen kar yağışlı gün sayısının artması 2019 yılındaki düşük ortalama sıcaklıkla birlikte erimenin azalmasını ve o yıl için kar birikiminin fazla olmasına sebebiyet verdiği söylenebilir. Sonuç olarak Şekil 5.5’te 2019 yılında buzul alanlarında bir artış görülmüştür. 2020 yılında ortalama sıcaklığın yaklaşık olarak 2019 yılı ile aynı olmasına rağmen toplam kar yağışlı gün sayısındaki azalma 2020 yılında buzul alanlarında azalmaya sebebiyet verirken 2021 ve sonrasında ortalama sıcaklığın artması ile buzul alanlarında 2022’ye kadar düşüş devam etmiştir. 2022 yılında ortalama sıcaklıktaki bir miktar düşüşe ek olarak kar yağışlı gün sayısındaki artış ile birlikte toplam alanda artış gözlenmiştir. Meteorolojik veriler ışığında NDSI sonuçlarını özetlendiğinde;  Erinç Buzulu için 2017 yılında NDSI sonuçlarına göre toplam buzul alanı 0.71 km² iken 2022’de yaklaşık %40’lık bir azalma göstererek 0.50 km² olmuştur. 2022 sonrası ise yağış miktarında artışa ek olarak ortalama sıcaklığın düşmesi ile 0.73 km² olmuştur.  Batı Mia Hvara Buzulu için 2017 yılında NDSI sonuçlarına göre toplam buzul alanı 0.35 km² iken 2022’de yaklaşık %60’lık bir azalma göstererek 0.22 km² olmuştur. 2022 sonrası ise yağış miktarında artışa ek olarak ortalama sıcaklığın düşmesi ile 0.36 km² olmuştur.  Orta Mia Hvara Buzulu için 2017 yılında NDSI sonuçlarına göre toplam buzul alanı 0.23 km² iken 2022’de yaklaşık %20’lık bir azalma göstererek 0.19 km² olmuştur. 2022 sonrası ise yağış miktarında artışa ek olarak ortalama sıcaklığın düşmesi ile 0.23 km² olmuştur. 52  Doğu Mia Hvara Buzulu için 2017 yılında NDSI sonuçlarına göre toplam buzul alanı 0.30 km² iken 2022’de yaklaşık %36’lık bir azalma göstererek 0.22 km² olmuştur. 2022 sonrası ise yağış miktarında artışa ek olarak ortalama sıcaklığın düşmesi ile 0.33 km² olmuştur.  Gelyaşin Buzulu için 2017 yılında NDSI sonuçlarına göre toplam buzul alanı 0.90 km² iken 2022’de yaklaşık %9’lık bir azalma göstererek 0.82 km² olmuştur. 2022 sonrası ise yağış miktarında artışa ek olarak ortalama sıcaklığın düşmesi ile 0.94 km² olmuştur.  Poyraztepe Buzulu için 2017 yılında NDSI sonuçlarına göre toplam buzul alanı 0.35 km² iken 2022’de yaklaşık %58’lık bir azalma göstererek 0.15 km² olmuştur. 2022 son- rası ise yağış miktarında artışa ek olarak ortalama sıcaklığın düşmesi ile 0.43 km² ol- muştur. Poyraztepe Buzulunu bölgedeki diğer buzullardan ayıran özelliği diğer buzul- ların genel olarak bir bütün bulunması, Poyraztepe Buzulunun ise bölgede irili ufaklı bir çok buzuldan meydana gelmesidir. Bu sebeple bu buzul diğer buzullara göre sıcaklık değişimlerine daha hızlı tepki vermektedir. Bölge üzerinde yüksek doğruluk veren diğer indeks NDSII olmuştur. NDSI indeksine kıyasla sulu bölgelerin kar ve buz örtüsüyle ayrımı konusunda daha etkili olan bu indeks bölge üzerinde otomatik buzul izleme çalışmaları için daha uygun bir indeks olarak öne çıkmaktadır. NDSII için HGM Küre üzerinden 2019 yılına ait buzul verileri alınmış ve 2019 yılı Sentinel-2 uydu görüntülerine NDSII uygulanmıştır. Eşik değeri olarak en uygun değer literatür taramaları da göz önünde bulundurularak 0.4 olarak belirlenmiş ve referans verileri ile uyumlu olduğu görülerek diğer yıllar içinde aynı eşik değeri uygulanmıştır. Çıkan sonuçlar vektöre çevrilerek alan hesaplaması yapılmıştır. NDSII uygulanmış görüntüler üzerinde yapılan ve Şekil 5.9’de gösterilen alan değişimine bakıldığında, 2017’den 2018’e buzul alanlarında azalma mevcutken 2019 yılında büyük bir artış gözlenmiştir. Bu aşamada bölge meteorolojik verilerine bakılmıştır. Şekil 3.11’de yıllık olarak toplam kar yağışlı gün sayısı 2018 ve 2019’da yaklaşık olarak birbiri ile aynıyken Şekil 3.12’de gösterilen yıllık ortalama sıcaklık verilerinde 2019 yılında ortalama sıcaklıkta büyük bir düşüş gözlenmiştir. Bu verilerden yola çıkarak 2018 ve 2019 da görülen kar yağışlı gün 53 sayısının artması 2019 yılındaki düşük ortalama sıcaklıkla birlikte erimenin azalmasını ve o yıl için kar birikiminin fazla olmasına sebebiyet vermiştir. Sonuç olarak Şekil 5.8’de 2019 yılında buzul alanlarında bir artış görülmüştür. 2020 yılında ortalama sıcaklığın yaklaşık olarak 2019 yılı ile aynı olmasına rağmen toplam kar yağışlı gün sayısındaki azalma 2020 yılında buzul alanlarında azalmaya sebebiyet verirken 2021 ve sonrasında ortalama sıcaklığın artması ile buzul alanlarında 2022’ye kadar düşüş devam etmiştir. 2022 yılında ortalama sıcaklıktaki bir miktar düşüşe ek olarak kar yağışlı gün sayısındaki artış ile birlikte toplam alanda artış gözlenmiştir. Meteorolojik veriler ışığında NDSII sonuçları özetlenirse;  Erinç Buzulu için 2017 yılında NDSII sonuçlarına göre toplam buzul alanı 0.69 km² iken 2022’de yaklaşık %33’lık bir azalma göstererek 0.52 km² olmuştur. 2022 sonrası ise yağış miktarında artışa ek olarak ortalama sıcaklığın düşmesi ile 0.74 km² olmuştur.  Batı Mia Hvara Buzulu için 2017 yılında NDSII sonuçlarına göre toplam buzul alanı 0.33 km² iken 2022’de yaklaşık %32’lık bir azalma göstererek 0.25 km² olmuştur. 2022 sonrası ise yağış miktarında artışa ek olarak ortalama sıcaklığın düşmesi ile 0.37 km² olmuştur.  Orta Mia Hvara Buzulu için 2017 yılında NDSII sonuçlarına göre toplam buzul alanı 0.22 km² iken 2022’de diğer buzullara göre çok az bir miktar küçülerek 0.21 km² ol- muştur. 2022 sonrası ise yağış miktarında artışa ek olarak ortalama sıcaklığın düşmesi ile 0.24 km² olmuştur.  Doğu Mia Hvara Buzulu için 2017 yılında NDSII sonuçlarına göre toplam buzul alanı 0.28 km² iken 2022’de yaklaşık %17’lık bir azalma göstererek 0.24 km² olmuştur. 2022 sonrası ise yağış miktarında artışa ek olarak ortalama sıcaklığın düşmesi ile 0.35 km² olmuştur.  Gelyaşin Buzulu için 2017 yılında NDSII sonuçlarına göre toplam buzul alanı 0.87 km² iken 2022’de diğer buzullara göre çok az bir miktar küçülerek 0.86 km² olmuştur. 2022 sonrası ise yağış miktarında artışa ek olarak ortalama sıcaklığın düşmesi ile 0.96 km² olmuş