Modeling ground-based NO₂ concentrations using satellite observations in the buyuk menderes basin from a european green deal perspective
Avrupa yeşil mutabakatı perspektifinden büyük menderes havzasında uydu gözlemleri kullanılarak yer tabanlı NO₂ konsantrasyonlarının modellenmesi
- Tez No: 1025119
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ARZU ÖZKAYA
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Ankara Yıldırım Beyazıt Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Hidrolik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmada, Büyük Menderes Havzası'nda azot dioksit (NO₂), arazi yüzey sıcaklığı (LST) ve normalleştirilmiş fark bitki örtüsü indeksinin (NDVI) zamansal ve mekânsal değişimi, 2020–2024 dönemi için uydu verileri ve yer gözlemleri kullanılarak analiz edilmiştir. Bu kapsamda Sentinel-5P uydusundan NO₂ verileri, Landsat uydusundan LST verileri, MODIS uydusundan NDVI verileri elde edilmiş ve yer istasyonu ölçümleri birlikte değerlendirilmiştir. Ayrıca, açıklayıcı değişkenlerin göreli önemini belirlemek amacıyla Random Forest yöntemi uygulanmıştır. Model performansı ise bir istasyon hariç tutmalı çapraz doğrulama yaklaşımı ve çeşitli istatistiksel ölçütler kullanılarak değerlendirilmiştir. Sonuçlar, havza genelindeki tüm çevresel değişkenlerde belirgin mevsimsel örüntüler bulunduğunu göstermiştir. NO₂ konsantrasyonları sonbahar ve kış aylarında daha yüksek, ilkbahar ve yaz aylarında ise daha düşük seviyelerde gözlenirken, NDVI ilkbaharda, LST ise yaz aylarında en yüksek değerlere ulaşmıştır. Random Forest analizi, uydu tabanlı NO₂ ve NDVI değişkenlerinin yer tabanlı NO₂ konsantrasyonlarını açıklamada en etkili belirleyicileri arasında yer aldığını göstermiştir. Monte Carlo simülasyonuna dayalı belirsizlik analizi, tahmin belirsizliğinin genel olarak düşük ve orta seviyelerde kaldığını, ancak yoğun trafik ve yüksek emisyonlu bölgelerde arttığını göstermiştir. Hotspot analizi ise kritik NO₂ bölgelerinin kentsel alanlar, endüstriyel bölgeler ve ulaşım koridorlarında yoğunlaştığını; düşük konsantrasyonların ise yüksek rakımlı ve yoğun bitki örtüsüne sahip alanlarla ilişkili olduğunu ortaya koymuştur. Genel olarak, bulgular uydu ve yer tabanlı gözlemlerin entegrasyonunun havza ölçeğinde NO₂ değerlendirmesi için sağlam bir temel sunduğunu ve Avrupa Yeşil Mutabakatı'nın sıfır kirlilik ve ekosistem koruma hedefleri doğrultusunda bölgesel çevre yönetimi için değerli bir katkı sunduğunu göstermektedir.
Özet (Çeviri)
In this study, the temporal and spatial variations of nitrogen dioxide (NO₂), land surface temperature (LST), and normalized difference vegetation index (NDVI) in the Büyük Menderes Basin were analyzed using satellite data and ground observations for the 2020–2024 period. In this context, NO₂ data obtained from Sentinel-5P, LST data obtained from Landsat, NDVI data obtained from MODIS, and ground-based station measurements were jointly evaluated. In addition, the Random Forest method was applied to determine the relative importance of explanatory variables. Model performance was assessed using a leave-one-station-out cross-validation approach and multiple statistical criteria. The results revealed clear seasonal patterns in all environmental variables across the basin. NO₂ concentrations were generally higher during fall and winter and lower during spring and summer, whereas NDVI reached its maximum values in spring and LST peaked in summer. Random Forest analysis indicated that satellite-derived NO₂ and NDVI were among the most influential predictors of ground-based NO₂ concentrations. Uncertainty analysis based on Monte Carlo simulation showed that prediction uncertainty generally remained at low to moderate levels but increased in traffic-dominated and high-emission regions. Hotspot analysis further demonstrated that critical NO₂ zones were concentrated in urban areas, industrial regions, and transportation corridors, while lower concentrations were associated with high-elevation and densely vegetated areas. Overall, the findings demonstrate that the integration of satellite and ground-based observations provides a robust basis for basin-scale NO₂ assessment and offers valuable support for regional environmental management in line with the zero-pollution and ecosystem protection objectives of the European Green Deal.
Benzer Tezler
- Investigation of agricultural residue burning and wildfire impacts on air quality via satellite retrievals in Southern Turkey
Uydu verileri ile Türkiye'nin Güney Bölgesinde anız yakılmasının ve orman yangınlarının hava kalitesine etkisinin incelenmesi
MERVE EKE
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BURÇAK KAYNAK TEZEL
- Evaluation of EMEP SO2 emissions for Turkey using WRF-CMAQ modeling system
Emep SO2 emisyonlarının WRF-CMAQ model sistemi kullanılarak Türkiye için değerlendirilmesi
AMIRHOSSEIN ABDI
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. BURÇAK KAYNAK TEZEL
- Orman yangınlarının mekânsal dağılımı ve hava kalitesine etkilerinin uydu verileri ve makine öğrenme yöntemleri ile analizi: 2025 Türkiye ve kaliforniya (LA) yangınları
Analysis of spatial distribution of forest fires and their impacts on air quality using satellite data and machine learning methods: 2025 turkey and california (LA) fires
İLAY NUR TÜMER
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
Jeodezi ve Fotogrametriİstanbul Teknik ÜniversitesiGeomatik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ELİF SERTEL
- Quantification of Saharan dust influences on Eastern Mediterranean air quality via atmospheric modeling
Sahra tozunun Doğu Akdeniz hava kalitesi üzerindeki etkilerinin atmosfer modeliyle belirlenmesi
BURCU KABATAŞ
Doktora
İngilizce
2016
Meteorolojiİstanbul Teknik Üniversitesiİklim ve Deniz Bilimleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALPER ÜNAL
- Uzaktan algılama ve yersel veriler kullanılarak NO2 özelinde hava kalitesine yönelik meteorolojik mekansal bilgi üretimi: Ankara örneği
Production of meteorological-spatial nitrogen dioxide (NO2) data using remote sensing and ground-based measurements
ERCÜMENT AKSOY
Doktora
Türkçe
2023
Mühendislik BilimleriAkdeniz ÜniversitesiUzaktan Algılama ve Coğrafi Bilgi Sistemleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BEKİR TANER SAN
DR. DOĞUŞHAN KILIÇ