0 CBS'nin Temel Fonksiyonları

Tweet

Herhangi bir CBS'de bulunan temel fonksiyonlar altı başlık altında incelenebilir:

1. Veri işlemleri

2. Sorgulamalar

3. Mekansal analizler

4. Senaryo analizleri

5. Sunumlar

1. Veri İşlemleri

Bu fonksiyon verinin toplanması, depolanması, güncellenmesi ve CBS'de üretilmesi ile ilgili tüm işlemleri içerir. Veri ile ilgili işlemlerin başında veri entegrasyonu gelir. Grafik veriler (bilgisayar destekli tasarım çizimleri, elde yapılmış çizimler, haritalar,vb.), çizelgesel veriler (VTYS'nde oluşturulmuş veriler, çizelge halinde oluşturulmuş listeler, vb) ve görüntü verileri (hava fotoğrafı, uydu görüntüsü vb.) eşzamanlı olarak sistemde farklı amaçlar için kullanılabilmektedir. Diğer önemli bir veri işlemi ise verinin güncellenmesi, başka ortamlara aktarılması ve başka ortamlardan CBS'ye veri eklemesinin yapılmasıdır. Ayrıca CBS bünyesinde verileri kullanarak çeşitli analizler yardımı ile veri üretimi de yapılmaktadır. Tüm bu işlemler sayısal ortamda yapıldığından, veri ile ilgili işlemler hızla gerçekleştirilebilmektedir.

2. Sorgulamalar

Sorgulamalar mekansal ve mekansal olmayanlar olarak iki grupta incelenebilir. Mekansal olmayan sorgulamalar var olan ilişkisel VTYS içinde öznitelik verileri ile ilgili sorgulamaları kapsar. Mekansal sorgulamalar ise grafik veriler ve hem grafik hem de öznitelik verileri için aynı anda yapılan sorgulamaları içerir. Dolayısı ile grafik veriden öznitelik verisine ya da öznitelik verisinden grafik verisine hızlı bir geçiş söz konusudur. Söz gelimi CBS'nin mekansal sorgulama özelliği ile haritadaki coğrafi objeler (nokta, çizgi ya da alan) imleç yolu ile seçilerek öznitelik bilgileri görüntülenebilir.

3. Mekansal Analizler

CBS'de mekansal ve mekansal olmayan analizler yapmak mümkün olsa da sistemin en güçlü yanı mekansal analiz yapma özelliğidir. Mekansal analizin en önemli özelliği CBS'de var olan verilerden yararlanarak yeni veriler üretmektir. Mekansal analizler tek bir katman kullanılarak yapılabileceği gibi iki ya da daha çok katman kullanılarak da elde edilebilir. Başlıca mekansal analizler şunlardır:

- Temel mekansal analizler

- Ağ analizleri

- Geometrik ve istatistiksel işlemler

- Sayısal arazi/yükseklik modelleri (SAM/SYM)

3.1. Temel mekansal analizler

Temel mekansal analizler içinde tek bir katman kullanılarak yapılan analizlerden en sık kullanılanları sınır kaldırma, yakınlık analizleri ve interpolasyon teknikleridir. Sınır kaldırma işlemi herhangi bir katmandaki alanların ortak öznitelik özelliklerine göre birleştirilerek yeni bir katman oluşturulmasına denir (Şekil 1). Yakınlık analizleri herhangi bir coğrafi objenin başka bir objeye uzaklığının analizi ile oluşturulur. En yaygın yakınlık analizlerinden biri tampon analizidir.

Seçilmiş bir coğrafi objenin etrafına (nokta, çizgi ya da alan) verilen mesafede tanımlanmış bir tampon alan oluşturulmasından ibarettir (Şekil 2). Interpolasyon ile herhangi bir katmanda bilinmeyen noktaların öznitelik değerleri, komşuluklarındaki bilinen noktaların öznitelik değerleri kullanılarak bulunur. Interpolasyon polinom yöntemleri kullanılarak yapılabileceği gibi, Kriging gibi jeoistatistiksel yöntemler kullanılarak da yapılabilir. Şekil 3'te interpolasyonun temel prensibi gösterilmiştir.

Şekil 1. CBS'de sınır kaldırma işlemi

Şekil 2. CBS'de çeşitli coğrafi objeler için tampon analizi

Şekil 3. Interpolasyonun temel prensibi

İki ya da daha çok katman kullanılarak yapılan temel mekansal analizler arasında en yaygınları, "ekleme", "ayırma", "keşişim" ve "birleşim" analizleridir. Ekleme analizi birbiri ile ilintili iki katmanın birleştirilerek tek bir katman haline dönüştürülmesine denir (Şekil 4). Bir çalışma alanının jeolojik haritasını elde etmek için, alana ait jeolojik paftaların birleştirilmesi işlemi ekleme analizine bir örnektir.

Şekil 4. CBS'de ekleme işlemi

Ayırma işlemi ise belli bir katmanın bir parçasının başka bir katman referans alınarak kesilip çıkarılmasıdır. Söz gelimi maden yollarının hangi jeolojik formasyonlardan geçtiğini görmek için jeolojik formasyon haritasından, yollar haritası ayrılarak yeni bir katman elde edilebilir (Şekil 5).

Şekil 5. CBS'de ayırma analizi

Kesişim işlemi iki ayrı katmandaki ortak jeolojik obje ve bunlara ait öznitelik bilgilerinin belirlenerek yeni bir katmana aktarılmasına denir. Matematiksel olarak iki kümenin kesişim kümesini ayrı bir katman olarak ifade etme işlemidir (Şekil 6). Sözgelimi, uygun yer seçimi gibi analizlerde belli bir eğimin altındaki belli bir formasyon seçilmek isteniyorsa, eğim ve jeoloji katmanları kesiştirilerek uygun alanlar belirlenebilir.

Şekil 6. CBS'de kesişim işlemi

İki katmanın tüm özelliklerinin birleştirilerek yeni bir katman elde edilmesi işlemi birleşim analizidir. Matematikteki birleşim işleminin karşılığıdır (Şekil 7). İki ya da daha fazla katman ile yapılan tüm mekansal analizlerde grafik veri için uygulanan işlemlerin aynısı grafik verinin ilişkili olduğu öznitelik verilerinin bulunduğu çizelgelerde de uygulandığından oluşan yeni katman istenen tüm öznitelik verilerini de bünyesinde bulundurmaktadır. Bu nedenle bileşim işleminde iki katmanın çizelgesel verileri de birleştirilip yeni bir çizelge olarak oluşturulan katmana iletilir.

Şekil 7. CBS'de birleşim işlemi

3.2. Ağ analizleri

Ağ analizleri, birbirine bağlı çizgisel coğrafi objelerin oluşturduğu şebekelerden karar verme sürecini destekleyecek analizlerin yapılmasını içerir. Ağların oluşması için çizgilerin düğüm noktaları ile birleştirilmesi gerekmektedir. Ağ analizleri çoğunlukla en uygun güzergah seçimi için kullanılır. En uygun güzergah seçimi iki nokta arasında olabilecek en uygun birleşme yolunun belirlenmesidir. Bu yol en kısa mesafeli yol olabileceği gibi, başlangıç noktasından bitiş noktasına gidişte aranan niteliklere ve var olan kısıtlara bağlı olarak en kısa süre, en uygun eğim de olabilir. Söz gelimi haritada en kısa mesafe kuş uçuşu mesafe olarak belirlenebilir ancak şehir içinde bir yerden bir yere ulaşımda trafik yoğunluğu ve yol kısıtları nedeni ile en uygun güzergah kuş uçuşu güzergahtan her zaman daha farklıdır.

3.3. Geometrik ve istatistiksel işlemler

Geometrik işlemler koordinat belirlemesi ve uzunluk, açı ve alan ölçmeden oluşmaktadır. CBS'de herhangi bir noktanın koordinatı sisteme eklenebileceği gibi, sistemde var olan katmanlardaki noktaların koordinatları da otomatik olarak bulunabilmektedir. Benzer şekilde uzunluk, açı ve alan ölçme işlemleri de CBS'de otomatik olarak yapılabilmektedir. Ayrıca haritacılıkta özel amaçlar için geliştirilmiş teğet nokta, poligon vb hesapların yapılabildiği fonksiyonlar da mevcuttur (Yomralıoğlu, 2000).

İstatistiksel işlemler ise CBS'nin veritabanında bulunan öznitelik verileri ile ilgili tanımlayıcı istatistik analizleri içermektedir. Tanımlayıcı istatistik değişkenleri arasında ortalama, standart sapma, varyans, dağılım parametreleri gibi özellikler yer almaktadır.

3.4. Sayısal arazi/yükseklik modelleri (SAM/SYM)

Sayısal yükseklik modelleri, topoğrafik haritalardaki eş yükselti eğrileri kullanılarak oluşturulur. Ancak yükseltinin yanında haritada eğriler ile gösterilmiş başka değişkenler için de sayısal modeller oluşturmak mümkündür. SYM eş yükselti eğrilerinden 3 boyutlu arazi modeli üretme yoludur. Şekil 8'de eşyükselti eğrilerinden elde edilmiş bir SYM görülmektedir. SYM oluşturulduktan sonra eğim ve baki haritaları oluşturmak, araziyi 3 boyutlu olarak modellemek, kesit çıkarmak, görünebilirlik analizleri ve hacim hesapları yapmak da mümkündür. SYM elde etmenin matematiksel parça ve şekil yöntemleri olmak üzere iki yolu vardır (Yomraloğlu, 2000). Matematiksel parça yöntemleri, katı yüzey şekillerini matematiksel fonksiyonlarla temsil etme prensibine dayanır. Dolayısı ile değişik interpolasyon metotları analizlerde kullanılır. Şekil yöntemlerinde ise eşyükselti eğrilerindeki nokta ve çizgiler kullanılarak SYM elde edilir. Sıkça kullanılan SYM yöntemlerinden biri de Üçgenlenmiş Düzensiz Ağ (UDA) yöntemidir. Bu modeller TIN (triangulated irregular network) modelleri olarak da bilinir. UDA ve diğer SYM elde etme tekniklerinin ayrıntıları Yomralıoğlu (2000)'de açıklanmıştır. SYM ayrıca uydu görüntüleri ve hava fotoğrafları yardımı ile de elde edilebilmektedir.

Şekil 8. CBS'de sayısal yükseklik modeli

3.4. Senaryo Analizleri

CBS yukarıda da sözü edilen konumsal analiz fonksiyonlarının çokluğu ve veri yapısı nedeni ile farklı senaryoların tasarlanıp analiz edilmesine olanak sağlamaktadır. Bu niteliğinden dolayı CBS mekansal karar destek sistemlerinin vazgeçilmez elemanlarındandır. Senaryo analizleri özellikle doğal afet, çevre etki değerlendirmesi ya da sistemin zamana bağlı olarak değişiminin gözlenmesi gibi uygulamalarda oldukça etkili bir yöntemdir.

6.3.5. Sunumlar

Mekansal analiz işlemleri sonucunda ya da senaryo analizleri sonrasında elde edilenlerin sunumu için CBS çok alternatifli bir yapıya sahiptir. Tüm analizlerin bilgisayar ortamında yapılması sonuçların ekranda gösterilmesini sağlarken yazıcılar yolu ile çıktılar alınarak kullanıcıya sunulmasına da olanak sağlamıştır. Ayrıca CBS'nin internet ortamında kullanımı için son yıllarda geliştirilen Web-tabanlı CBS'ler yolu ile de tüm analiz sonuçları ve veriler internet yolu ile ilgili kişilere sunulup paylaşılabilmektedir.

Kaynak: Düzgün, H., Ş., Madencilikte Coğrafi Bilgi Sistemleri ve Yardımcı Teknolojiler, El Kitabı.