Kızılırmak Deltası ve Lagünlerinin Kıyı Paterninin Fraktal Analizi

Abstract

Yeryüzü şekillerinin çeşitli parametrelerle tanımlanması, bu yapıların incelenmesini ve anlaşılmasını kolaylaştırmaktadır. Fraktal geometri düzensiz ve kompleks şekil ve olayları tanımlamak için kullanılır ve Öklid geometrisi ile anlaşılamayan ve çözülemeyen birçok problem fraktal geometri ile matematiksel olarak ifade edilebilir. Günümüzde uzaktan algılama ve Coğrafi Bilgi Sistemleri (CBS) ile entegrasyon sayesinde fraktal geometri temelinde gerçekleştirilen fraktal analizler, yeryüzü araştırmalarında oldukça etkin olarak kullanılmaya başlanmıştır. Bu tez çalışmasında fraktal analiz konusuna odaklanılmış, Kızılırmak Deltası sağ sahil ve sol sahil kesiminin ve deltada yer alan Karaboğaz, Balık, Uzun, Cernek, Liman, Gıcı ve Tatlı lagünlerinin kıyı paterni fraktal analiz yoluyla incelenerek çevresel özelliklerle ilişkilendirilebileceği öngörülen bir veri seti oluşturulmuş, fraktal boyutun çevresel özellikler-bitki örtüsü ve kıyı çizgisi gelişim indeksi ile ilişkisi irdelenerek yorumlanmıştır. Çalışmada temel veri olarak 4 Haziran 2017 tarihli Landsat 8 OLI uydu görüntüsü kullanılmış, radyometrik kalibrasyon ve düzeltme işlemlerinden sonra NDWI ve MNDWI su indeksleri, Gram-Schmidt pankromatik keskinleştirme ve ISODATA kontrolsüz sınıflandırma yöntemleri kullanılarak uzaktan algılama-görüntü işleme teknikleriyle kıyı paterni elde edilmiştir. CBS destekli yürütülen çalışmada, kutu sayma yöntemiyle delta ve lagünlerin fraktal boyutu hesaplanmıştır. Ayrıca, lagünlerin fraktal boyutları ile çevresel koşullar arasındaki ilişkinin irdelenmesi amacıyla NDVI bitki indeksi algoritması kullanılarak lagün çevresi bitki örtüsü durumu tespit edilmiştir. Bununla birlikte, göl kıyı çizgisi gelişim indeksi hesaplanarak fraktal boyut ile arasındaki ilişkinin varlığı da araştırılmıştır. Çalışmanın sonucunda, Kızılırmak Deltası sağ sahil kesiminin sol sahil kesimine göre daha kompleks bir yapı gösterdiği, lagünlerin içerisinde ise en kompleks özelliğin Karaboğaz Lagününde en basit formun Cernek Lagününde bulunduğu tespit edilmiştir. Çalışmada ayrıca fraktal boyut ile NDVI ve kıyı çizgisi gelişim indeksi arasında bir bağ bulunduğu ancak bunların mutlak ve monotonik olmadığı tespit edilmiştir. Elde edilen bulgular neticesinde yeryüzü ile ilgili çalışmalarda fraktal boyut değerlerinin matematiksel bir veri olarak kullanılabileceği ve problem çözme süreçlerine dahil edilerek çevresel araştırmalar ile ilgili değerlendirmelerde etkin olarak yer alabileceği sonucuna varılmıştır.The definition of the earth shapes by various parameters facilitates the examination and understanding of these structures. Fractal geometry is used to describe the shapes and phenomena that are irregular and complex, and many problems that cannot be understood and solved by Euclidean geometry, can be expressed mathematically by fractal geometry. Today, by means of the integration with remote sensing and Geographical Information Systems (GIS), fractal analysis based on fractal geometry has begun to be used effectively in earth studies. This thesis focused on the fractal analysis, and the coastal pattern of the right and left section of the Kızılırmak Delta and the Karaboğaz, Balık, Uzun, Cernek, Liman, Gici and Tatlı Lagoons in the delta were examined by fractal analysis. Fractal analysis results were used as a data set that is thought to be related to environmental characteristics, and the relationship between fractal dimension and environmental characteristics-vegetation and the relationship between fractal dimension and shoreline development index was examined and the results were interpreted. Landsat 8 OLI satellite image of June 4, 2017 was used as the basic data in the study. Following radiometric calibration and correction, NDWI (Normalized Difference Water Index) and MNDWI (Modified Normalized Difference Water Index) water indexes, Gram-Schmidt panchromatic sharpening and ISODATA (Iterative Self-Organizing Data Analysis Technique) unsupervised classification methods as remote sensing-image processing techniques were used to obtain coastal patterns. The study was supported by GIS, and the fractal dimension of the delta and lagoons was calculated by the box counting method. Also, in order to investigate the relationship between fractal dimension and environmental conditions of the lagoons, the vegetation conditions surrounding the lagoons were determined using NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) vegetation index algorithm. Furthermore, the existence of the relationship between the fractal dimension and the lake shoreline development index was also investigated. As a result of the study, it has been determined that the right section coastline has a more complex structure than the left section coastline in the Kızılırmak Delta, and the most complex lagoon is the Karaboğaz Lagoon while the most simple lagoon is the Cernek Lagoon. In addition to these results, there is a relationship between fractal dimension and NDVI and fractal dimension and shoreline development index, but these relationships are not absolute and monotonic. As a result of the findings obtained from the study, the fractal dimension values can be used as mathematical data in the studies related to earth and it can be effectively used in the evaluations of environmental researches by including them in the problem solving processes.