Integrated urban data management and analysis approach for smart sustainable cities

Abstract

Nüfusun ve kentleşmenin katlanarak ve kontrolsüz bir şekilde artması, büyük şehirlerde ekolojik ve toplumsal refahın sağlanması ve sürdürülmesinde oldukça ciddi zorluklara yol açmaktadır. "Akıllı Şehir" ve "Sürdürülebilir Kalkınma" kavramları, söz konusu endişeleri gidererek nüfusun genel refahı ve yaşam kalitesini artırmak için potansiyel çözümler olarak literatürde yer almıştır. Ekolojik sürdürülebilirlik, fiziksel ve ruh sağlığı, sosyo-kültürel bağlantılar, finansal istikrar ve hizmetlerin mevcudiyeti gibi farklı boyutlardaki istatisksel ve coğrafi nitelikli farklı verilere ait değerlendirmeleri içeren yaşam kalitesi kavramı, akıllı sürdürülebilir şehirlerin en temel bileşenidir. Ancak, farklı yapılarda ve kapsamlardaki verilerin etkin yönetimi için birlikte çalışabilir ve bütünleştirici bir kavramsal modelleme yaklaşı gerekmektedir. Bu anlamda Bilgi ve İletişim Teknolojileri (BİT) destekli yeni nesil teknolojiler ile güncellenen Konumsal Veri Altyapılarılarının (KVA) kentsel dinamikleri bütünsel olarak anlamak için etkin bir karar verme aracı olarak politika ve uygulama süreçlerin dahil edilmesi önem arz etmektedir. Bu tez, akıllı sürdürülebilir şehirlerde etkin uygulamalar için hem yerel hem de küresel standartlara uygun kapsamlı bir coğrafi veri yönetim stratejisi önermektedir. Çalışma kapsamında büyük ve karmaşık verilerin yönetimi ve analizi için güncel veri yönetim ve analiz teknolojilerinin dahil edilmesi ile Avrupa (INSPIRE) ve Türkiye (TUCBS) CBS altyapıları ile birlikte çalışabilen yaşam kalitesi tematik veri modeli geliştirilmiştir. Akıllı sürdürülebilir şehirlerde yaşam kalitesi uygulamalarına yönelik tasarlanan veri modeli, akıllı şehir teknolojilerinin yaygınlaştırılmasına yönelik yeni nesil bir veri yönetim çerçevesi temsil etmektedir. Etkileşimli ve gerçek zamanlı uygulamalar için verimli araçlar olarak tasarlanan coğrafi web gösterge panalleri, başarılı akıllı sürdürülebilir şehir uygulamaları kapsamında sensörlerden gelen anlık büyük verilerin dahil edilmesi ile yaşam kalitesi kapsamında pratik uygulama yaklaşımı sunmaktadır.The exponential and unregulated growth of population and urbanisation has resulted in notable challenges in ensuring and maintaining the ecological and societal prosperity in megacities. The concepts of "Smart City" and "Sustainable Development" have been introduced as potential solutions to address these concerns and improve the overall well-being of the population. Information and Communication Technologies (ICT) and Spatial Data Infrastructures (SDI) enable a smart and sustainable city (SSC) to incorporate physical, digital, and social systems to offer a sustainable and comfortable future. Quality of life (QoL), which encompasses various data in different dimensions, including ecological sustainability, physical well-being, social connections, mental health, financial stability, and availability of services, has become a fundamental component of SSC. However, effective handling of such data necessitates the incorporation of ICT- enabled SDI as a decision-making tool to understand urban dynamics holistically with an interoperable and integrative conceptual data modelling approach. This thesis proposes a comprehensive strategy in compliance with both domestic and global standards for data management. The development of a thematic data model with a focus on enhancing QoL represents a significant step towards the deployment of smart city technologies in the European GDI (INSPIRE) and Turkish National GDI (TUCBS) by providing a valuable framework for addressing the challenges associated with the management and analysis of big and complex data. Incorporating the conceptual modelling of sensor-derived big data in geospatial dashboards, which serve as highly efficient instruments for interactive and immediate representation applications, offers a practical implementation of QoL concepts in SSC policy.