An overview of the geodetic satellite data contribution in investigating earth's dynamic phenomena at regional and global scales: A case study example
Jeodezik uydu verilerinin bölgesel ve küresel ölçeklerde dünya'nın dinamik olaylarını araştırmadaki katkısına genel bir bakış: Örnek bir çalışma
- Tez No: 1022582
- Danışmanlar: PROF. DR. BİHTER EROL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Jeodezi ve Fotogrametri, Geodesy and Photogrammetry
- Anahtar Kelimeler: Sayısal uydu verileri, Yüzey gravitesi, Yüzey hidrolojisi, Yüzeysel su kaynakları, Digital satellite data, Surface gravity, Surface hydrology, Surface water resources
- Yıl: 2026
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Geomatik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Geomatik Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
İklim değişikliği, doğal kaynaklar üzerindeki baskılar ve çevresel süreçlerde meydana gelen uzun dönemli değişimler, Dünya sisteminin güvenilir ve bütüncül yöntemlerle izlenmesini gerekli hale getirmiştir. Yüzey deformasyonları, atmosferik değişkenlik, deniz seviyesi değişimleri ve su depolama değişimleri gibi birçok süreç geniş alanlarda gelişmekte ve yalnızca yerel ölçümlerle yeterince temsil edilememektedir. Bu nedenle Jeodezik uydu verileri, dinamik yeryuvarındaki fenomenlerin bölgesel ve küresel ölçeklerde izlenmesi, analiz edilmesi ve yorumlanması açısından önemli katkılar sağlamaktadır. Bu tez, Jeodezik uydu verilerinin iklim değişikliği, doğal kaynaklar ve afet yönetimi gibi yeryuvarının dinamik süreçleriyle ilişkili birçok araştırma alanındaki katkısını ve rolünü incelemeyi amaçlamaktadır. Çalışma iki temel amaç üzerine kurulmuştur. İlk olarak, uydu Jeodezisinin doğal afetler, çevresel değişim, atmosferik izleme, deniz seviyesi ve okyanus izleme ile hidroloji alanlarındaki katkısı değerlendirilmiştir. İkinci olarak, bu genel çerçeve Fırat–Dicle Havzası üzerinde gerçekleştirilen hidrolojik bir örnek çalışma ile desteklenmiştir. Böylece tez, hem kavramsal hem de uygulamalı bir yaklaşımla Jeodezik uydu verilerinin çevresel ve hidrolojik süreçlerin anlaşılmasındaki önemini ortaya koymayı amaçlamaktadır. Tezin kavramsal bölümünde, farklı Jeodezik ve uzaktan algılama uydu misyonlarının Dünya sistemi izleme çalışmalarındaki katkıları ele alınmıştır. InSAR ve Sentinel-1 gözlemleri, deprem, heyelan, çökme ve çevresel yüzey değişimlerinin izlenmesinde önemli bir rol oynamaktadır. GNSS gözlemleri, sinyal gecikmeleri ve radyo okültasyon yoluyla atmosferik su buharı ve atmosferik yapı hakkında bilgi sağlamaktadır. Uydu altimetresi deniz seviyesi ve okyanus yüzeyi değişimlerinin izlenmesine katkıda bulunurken, GRACE ve GRACE-FO uydu gravimetrisi toplam su depolama değişimlerinin değerlendirilmesinde öne çıkmaktadır. Tezin uygulamalı kısmı Fırat–Dicle Havzası'na odaklanmaktadır. Bu havza, sınır aşan yapısı, hidrolojik önemi ve su kaynakları üzerindeki baskılar nedeniyle çalışma için uygun bir örnek alan oluşturmaktadır. Havzadaki su depolama koşulları; iklimsel değişkenlik, mevsimsel hidrolojik süreçler, rezervuar işletmeleri, sulama talebi, yeraltı suyu kullanımı ve genel su yönetimi baskıları tarafından etkilenmektedir. Bu süreçler havza genelinde birbirleriyle etkileşim halinde olduğundan, çalışmada havza ölçekli bir uydu gravimetrisi yaklaşımı benimsenmiştir. Temel değişken olarak toplam su depolama seçilmiştir. Toplam su depolama; yeraltı suyu, toprak nemi, yüzey suyu, kar ve buz gibi farklı bileşenleri birlikte temsil ettiği için büyük havzaların hidrolojik davranışını değerlendirmede önemli bir göstergedir. Örnek çalışma 2003–2021 dönemi için gerçekleştirilmiştir. Fırat–Dicle Havzası'nın sınırlarının belirlenmesi amacıyla Google Earth Engine ortamında HydroBASINS verisi kullanılmıştır. GRACE/GRACE-FO mascon verileri, toplam su depolama/sıvı su eşdeğeri kalınlığı anomalilerinin hesaplanması ve haritalanması için değerlendirilmiştir. Google Earth Engine mekansal işlem ve haritalama adımlarında kullanılırken, ICGEM G3 Browser destekleyici görselleştirme ortamı ve havza ortalaması zaman serisi kaynağı olarak kullanılmıştır. Sayısal analizler kapsamında ortalama anomali haritası, aylık zaman serisi, tanımlayıcı istatistikler, doğrusal trend analizi, mekansal trend haritası, yıllık ortalama analizleri ve mevsimsel değişkenlik değerlendirmesi yapılmıştır. Bu yöntemsel çerçeve, çalışma alanının hem mekansal hem de zamansal açıdan değerlendirilmesine olanak sağlamıştır. Google Earth Engine ortamında yapılan işlemler havza sınırının belirlenmesi, ortalama anomali koşullarının haritalanması ve mekansal eğilimlerin incelenmesi için kullanılmıştır. ICGEM G3 Browser çıktıları ise havza ortalaması zaman serisinin yorumlanmasını desteklemiştir. Bu nedenle çalışma, yalnızca tek bir harita ya da tek bir istatistiksel sonuç üzerinden değil, farklı veri işleme ve görselleştirme adımlarının birlikte değerlendirilmesiyle yürütülmüştür. Elde edilen sonuçlar, 2003–2021 döneminde Fırat–Dicle Havzası'nda ortalama TWS/LWE anomalilerinin büyük ölçüde negatif olduğunu göstermiştir. Google Earth Engine ile üretilen ortalama anomali haritasına göre minimum değer yaklaşık -12.75 cm, maksimum değer yaklaşık -0.06 cm ve havza genelindeki ortalama değer yaklaşık -4.16 cm olarak hesaplanmıştır. Bu değerler fiziksel su miktarının negatif olduğu anlamına gelmemekte, GRACE/GRACE-FO ürününün referans durumuna göre hesaplanan anomalileri ifade etmektedir. Bu sonuç, seçilen dönem boyunca havzanın ortalama su depolama koşullarının genel olarak referans düzeyinin altında kaldığını göstermektedir. Aylık zaman serisi analizi, toplam su depolama anomalilerinin zaman içerisinde belirgin dalgalanmalar gösterdiğini ortaya koymuştur. Kayıt döneminin ilk yıllarında pozitif anomali değerleri daha belirgin iken, sonraki dönemlerde negatif anomalilerin daha sık görüldüğü belirlenmiştir. Doğrusal trend analizi de havza ortalaması TWS anomalilerinde azalan bir eğilim olduğunu göstermiştir. Elde edilen trend eğimi yaklaşık -0.06259 cm/ay olup, bu değer yaklaşık -0.75 cm/yıl düzeyinde bir azalmaya karşılık gelmektedir. Mekansal trend haritası da negatif trendlerin havzanın büyük bölümünde baskın olduğunu göstermiştir. Trend değerleri yaklaşık -2.32 cm/yıl ile 0.26 cm/yıl arasında değişmiş ve havza genelindeki ortalama trend yaklaşık -0.66 cm/yıl olarak hesaplanmıştır. Yıllık ve mevsimsel analizler, toplam su depolama anomalilerinin hem yıllar arası hem de mevsimsel değişkenlik gösterdiğini ortaya koymuştur. İlk yıllarda daha yüksek TWS anomalileri gözlenirken, sonraki yıllarda daha düşük ve daha sık negatif değerlere doğru bir geçiş görülmüştür. Mevsimsel olarak ilkbahar en yüksek ortalama TWS anomalisi ile temsil edilirken, sonbahar en düşük ortalama değere sahip olmuştur. Bu durum, ilkbaharda kış yağışları, kar birikimi, kar erimesi ve mevsimsel beslenme süreçlerinin; sonbaharda ise yaz dönemi sonrasında buharlaşma-terleme, sulama talebi ve azalan depolama koşullarının etkili olabileceğini düşündürmektedir. Bulgular, Fırat–Dicle Havzası'ndaki toplam su depolama değişimlerinin yalnızca kısa süreli dalgalanmalarla açıklanamayacağını, aynı zamanda yıllar arası değişkenlik ve uzun dönemli eğilimler açısından da değerlendirilmesi gerektiğini göstermektedir. Havza genelinde gözlenen negatif anomaliler ve azalan eğilimler, su depolama koşullarının zaman içinde değişen yapısını ortaya koymaktadır. Bununla birlikte mevsimsel sonuçlar, havzanın hidrolojik davranışında ilkbahar ve sonbahar dönemlerinin farklı roller üstlendiğini göstermiştir. Bu yönüyle çalışma, toplam su depolama anomalilerinin hem zamansal hem de mekansal özelliklerini birlikte yorumlamaya imkan sağlamaktadır. Bu çalışmanın bulguları, GRACE/GRACE-FO uydu gravimetrisinin büyük havzalardaki hidrolojik değişimleri değerlendirmek için güçlü bir araç olduğunu göstermektedir. Toplam su depolama, hidrolojik sistemin farklı bileşenlerini birlikte temsil ettiği için özellikle büyük ve sınır aşan havzalarda değerli bir bakış açısı sunmaktadır. Fırat–Dicle Havzası gibi geniş ve karmaşık bir hidrolojik sistemde bu yaklaşım, su depolama değişimlerinin bütüncül olarak izlenmesine olanak sağlamaktadır. Gelecek çalışmalarda bu değerlendirme; yağış, buharlaşma-terleme, toprak nemi, kar su eşdeğeri, rezervuar depolaması, nehir akımı ve yeraltı suyu gözlemleri gibi ek hidrolojik ve iklimsel verilerle desteklenerek daha ayrıntılı şekilde geliştirilebilir. Sonuç olarak, bu tez Jeodezik uydu verilerinin iklim değişikliği, doğal kaynaklar, afet yönetimi ve diğer dinamik yeryuvarı süreçlerinin araştırılmasında önemli bir izleme, analiz ve yorumlama çerçevesi sunduğunu göstermektedir. Fırat–Dicle Havzası örnek çalışması, GRACE/GRACE-FO gözlemleri, Google Earth Engine, ICGEM çıktıları ve istatistiksel analizlerin birlikte kullanılarak havza ölçekli toplam su depolama değişimlerinin değerlendirilebileceğini ortaya koymuştur. 2003–2021 dönemi için elde edilen sonuçlar, havzada belirgin zamansal ve mekansal TWS değişkenliği, baskın negatif anomaliler, azalan trendler ve anlamlı mevsimsel farklılıklar bulunduğunu göstermektedir. Bu bulgular, uydu gravimetrisinin su depolama değişimlerini anlamada önemli bir araç olduğunu ve Jeodezinin dinamik yeryuvarındaki fenomenlerin izlenmesinde güçlü bir katkı sunduğunu ortaya koymaktadır.
Özet (Çeviri)
Climate change and increasing pressure on natural resources require reliable methods for monitoring environmental and geophysical processes over large areas. This thesis examines the role of satellite data and Earth observation in studying dynamic phenomena occurring within the Earth, with particular attention to the contribution of Geodetic satellite data to climate change and natural resources investigations. The applied part of the thesis focuses on the Euphrates–Tigris Basin during 2003–2021. Total water storage (TWS) was selected as the main variable because it represents the combined water stored in groundwater, soil moisture, surface water, snow, and ice. HydroBASINS data were used in Google Earth Engine to define the basin boundary, GRACE/GRACE-FO mascon data were used to analyze TWS/LWE anomalies, and the ICGEM G3 Browser supported gravity field visualization and analysis of the time series averaged over the basin. This methodological framework allowed the study area to be evaluated from both spatial and temporal perspectives. Google Earth Engine was used to support basin delineation, mapping of mean anomaly conditions, and examination of spatial trends, while ICGEM G3 Browser outputs supported the interpretation of the time series averaged over the basin. These outputs provided a coherent basis for interpreting the spatial distribution, temporal variability, trend behavior, annual changes, and seasonal characteristics of TWS anomalies over the basin. The results show that the basin experienced mainly negative TWS/LWE anomalies during the study period. The mean anomaly value was approximately -4.16 cm, and the monthly time series showed a shift from more positive anomalies in the earlier years toward more frequent negative anomalies in later periods. Linear trend analysis indicated a decreasing tendency, with an approximate annual decline of -0.75 cm/year. Seasonal analysis showed that spring had the highest average TWS anomaly, while autumn had the lowest, reflecting the seasonal behavior of water storage conditions across the basin. These findings demonstrate that GRACE/GRACE-FO satellite gravimetry is a valuable tool for hydrological assessment at the basin level. By providing an integrated view of water storage variability across a large transboundary basin, it helps reveal changes that cannot be fully captured through local observations alone. The thesis shows that Geodetic satellite data and related analysis methods are valuable tools for monitoring processes related to climate change and natural resources and for understanding phenomena occurring within the dynamic Earth.
Benzer Tezler
- GPS çalışmalarında en uygun uydu konumlarının belirlenmesi
The Determination of the most adequate satellite constallation in the GPS works
H.HAKAN DENLİ
- GPS ölçme ve değerlendirmelerinde hata kaynakları üzerine bir inceleme
A Study on error sources in GPS measurements and data processing
İBRAHİM KINIK
Doktora
Türkçe
1999
Jeodezi ve FotogrametriYıldız Teknik ÜniversitesiJeodezi ve Fotogrametri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN DEMİREL
- Telekomünikasyon sektöründe kullanılan ek odaların sokak düzeyi görüntülerinden tespit edilmesi
Detection of manholes from street-level imagery in telecommunication business
AHMET EĞRİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Jeodezi ve Fotogrametriİstanbul Teknik ÜniversitesiGeomatik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ CANER GÜNEY
- GPS ölçmelerinin planlanması ve ağ tasarımı
Başlık çevirisi yok
ERSOY ARSLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Jeodezi ve Fotogrametriİstanbul Teknik ÜniversitesiJeodezi ve Fotogrametri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERSOY ASLAN
