Uydu görüntüleri kullanılarak hidrokarbon sızıntılarının belirlenmesi: Batman örneği

Abstract

Uzaktan algılama son 30 yıldır hem akademisyenler hem de uygulamacılar için büyüyen bir disiplin olarak göze çarpmaktadır. Uzaktan algılama Landsat uydusunun 1972 yılında yörüngeye oturtulmasıyla başlayan süreçte büyük bir gelişme göstermiştir. Geliştirilen uydu programlarının farklı amaçlara hizmet etmek için oluşturulması sonucunda bu teknik ve diğer disiplinler arasındaki ilişki artmıştır. Günümüzde uzaktan algılanmış görüntüler ve bu görüntülerden elde edilen ürünler birçok alanda ve kurulan bilgi sistemlerinde, özellikle coğrafi bilgi sistemlerinde önemli bir veri kaynağı olarak kullanılmaktadır. Bu verilerin analizi ve yorumlanmasıyla çok önemli bulgulara ulaşmak mümkün olmuştur. Bu çalışmanın giriş bölümünde uzaktan algılamanın temelleri ifade edilerek verilerin değerlendirilmesindeki işlem adımları ve uydu sistemleri hakkında bilgi verilmiştir. Ayrıca, tezin konusuna yani hidrokarbon sızıntısına ilişkin olarak yapılan literatür taraması bilgileri sunulmuştur. Çalışmanın uygulama kısmında, Batman ilindeki hidrokarbon sızıntısı ASTER ve Quickbird uydu sistemlerinden edinilen görüntüler ile incelenmiştir.. Geometrik olarak dönüştürülen ASTER uydusu literatürde sızıntı konusu ile ilgili olarak yapılan çalışmalarda kullanılan bant aralığım sağlamaktadır. Quickbird görüntüsü ise toprak alanların belirleyecek konumsal çözünürlüğe sahiptir. Uydu görüntülerinin seçiminde kirliliğin maksimum seviyelerde toprak yüzeyine yakın bölgede belirlenebileceği bir tarih belirlenmiş ve bu tarihteki Terra/ASTER görüntüsü alınmıştır. Uygulamada kullanılan teknikler ise, rafineriden uzaklaşıldıkça sızıntının varlığını ortaya çıkarmaya yönelik çalışmaları içermektedir. Piksel parlaklık değerleri mesafeye bağımlı olarak incelenmiş, bant ortalama değerleri ile seçilen tüm toprak alanlar için değerlendirme yapılmıştır. Bunun yanında Ana Bileşen Analizi (PCA) kullanılarak, görüntü bileşenleri yorumlanmış ve görüntü bileşenlerindeki değişimlerin dağılımı incelenmiştir. Rafineri bölgesinde bir sızıntı konusunda bir fikir oluşturan Ana Bileşen Analizinin uygulanışından sonra ise bant oranlaması adımına geçilmiştir. Bant oranlamasında, hidrokarbon sızıntısını ifade edecek en uygun bant kombinasyonunun belirlenmesi için Hörigve arkadaşlarının (2000) yapmış oldukları çalışmadaki bant aralıklarına karşılık gelen değerler esas alınması prensibiyle, görüntüdeki sızıntıya dair piksellerin tespitine çalışılmıştır. Sonuç olarak, ASTER verileri her ne kadar 3 Om çözünürlükte ve geniş bant aralıklarında kaydedilse de tez konusu edilen Batman rafinerisi civarındaki muhtemel hidrokarbon sızıntısı hakkında genel bir fikir vermiştir. Ancak hiperspektral ve yüksek konumsal çözünürlüklü uydu veya hava görüntüleri yersel çalışmalarla da desteklendiği takdirde daha açık ve doğruluğu yüksek sonuçlara ulaşmak mümkün görünmektedir. Elde edilen sonuçların direkt olarak hidrokarbon kirliliğiyle ilişkilendirilmesinin ancak yersel olarak yapılacak çalışmalarla gerçekleştirilebileceği ve bunun tez çalışması devamında düşünülmesi gereken bir husus olduğu belirtilmelidir.Remote sensing (RS) as a growing discipline draws attention from both academicians and practitioners for the last 30 years. The first Landsat satellite flown its orbit in 1972 has been a milestone for RS development. As a result of developing the satellite programs for different purposes; the interaction between this discipline and the others is expanded extensively. Now remotely sensed imageries and the extracted thematic maps are used as an important information resource, especially for geographical information systems. Analyzing and evaluating these data offers important findings for both practitioners and academicians. In the introduction part of this study, by describing the basics of RS, information about process steps in data evaluation and satellite systems is given. Moreover, a detailed literature review that involves examples from former studies is presented during the recognition of hydrocarbon leakage. In the application part, using the imageries from ASTER and Quickbird satellite systems the possibility of the leakage near oil refinery in Batman is examined. The ASTER satellite imagery that is geometrically corrected provides the band range which is used for leak issues in literature. Also a Quickbird imagery is used to locate the soil fields, due to its high spatial resolution. The choice of satellite imageries are made considering period when the hydrocarbon leakage is dominant in the soil surface. Techniques used in the application part consist of operations that identify the leak existence far away from the refinery. Pixel brightness values are investigated due to their distance, and all of the soil fields that are chosen regarding the mean band values are taken into consideration in the evaluation process. Furthermore with the use of Principal Component Analysis (PCA), the components of the imageries are interpreted; and then differentiation of various band combinatitons extensively examined. In the determination of best band combination that can effectively express hydrocarbon leakage, bands found effective by Hörig et all. (2000) are benefited. As a conclusion, despite the use of 30m resolution and a broad band range ASTER imagery provides some important about the possible hydrocarbon leakage around the Batmanrefinery. However, it must be taken into consideration that hyperspectral and high spatial resolution satellite or airborne imageries with hyperspectral and higher location resolution supported with ground measurement (sampling) can offer more clear and detailed results. It should be pointed out that it is essential to use ground sampling data to validate the results produced in this study, which can be considered in the further study.