Uydu görüntülerinden arazinin güneş yansıma katsayılarının belirlenmesi ve sayısal yükseklik modeli üzerinden eğik radyasyon modelinin oluşturulması
Determining the solar reflectance coefficients of terrain from satellite images and creating a tilted radiation model based on a digital elevation model
- Tez No: 929568
- Danışmanlar: PROF. DR. HAKAN KARABÖRK, PROF. DR. SELMİN ENER RÜŞEN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Enerji, Jeodezi ve Fotogrametri, Mühendislik Bilimleri, Energy, Geodesy and Photogrammetry, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Konya Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Harita Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 167
Özet
Birçok güneş radyasyonu modelinde, gerçek değerlere yakın sonuçlar elde etmek için fiziksel ölçümler ve matematiksel modellerin bir kombinasyonu kullanılmaktadır. Ancak bu hesaplamalarda genellikle yatay bir yüzey kullandığından arazi yüzeyindeki engebelere ve gölgelere bağlı değişimler göz ardı edilmektedir. Tüm bunlara ek olarak albedo değeri, klasik güneş radyasyonu hesaplama formüllerinde göz ardı edildiğinden albedo etkili toplam güneş radyasyonu değeri ancak 3 boyutlu arazi modeli ve albedo etkisi göz önüne alınarak hesaplanabilmektedir. 2 boyutlu değerlendirmelerde toplam radyasyon doğrudan ve dağınık radyasyonun toplamı olarak tanımlanmaktadır. Çalışmalar, 3 boyutlu ortamda gerçekleştirildiğinde ayrıca yansıyan radyasyon değeri ortaya çıkmaktadır. Yansıyan radyasyonun hesaplanması için çalışılan pikselin albedo değerine ve eğim değerine ihtiyaç duyulmaktadır. Bu çalışmada; uygun yer seçiminde göz önüne alınacak en önemli gösterge olan global güneş radyasyonu hesabının yapılması için klasik yatay düzlemde hesap yapan formüllere ve uygulamaların aksine bölgenin gerçek radyasyon ve güneşlenme süresini belirleyebilmek için 3 boyutlu sayısal yüzey modeli kullanmak amaçlanmıştır. Ayrıca; küresel güneş radyasyonu hesabına albedo değerleri vasıtasıyla yansıyan radyasyon etkilerinin de hesaplanarak toplam radyasyon değerine etkilerinin irdelenmesi amaçlanmıştır. Çalışma kapsamında, Karaman'ın güneyinde 1.600 km² büyüklüğünde bir alan test bölgesi olarak seçilmiştir. Bu bölge, yüksek güneş enerjisi potansiyeline sahip olması, engebeli alanlar içermesi ve albedo değeri açısından çok farklı arazi yüzeyleri içermesinden dolayı seçilerek farklı bölgelerdeki sonuçların incelenmesi gerçekleştirilmiştir. Google Earth Engine (GEE) platformu aracılığıyla yaz ve kış mevsimleri için 10 metreye kadar mekânsal çözünürlüğe sahip SENTINEL 2A atmosfer etkileri düzeltilmiş uydu görüntüleri kullanılarak GEE platformu üzerinden yazılan kodlar yardımıyla albedo değerleri hesaplanmıştır. Karlı yüzeyler için kış döneminde albedo değeri 0,86 olarak, açık renkli binalar için ise yaz döneminde 0,36, kış döneminde ise 0,28 olarak hesaplanmıştır. Buradan referans değerlere yakın sonuçlar elde edilerek güneş gelme açısından dolayı yaz ve kış aylarında yüzeylerin farklı albedo değerleri alabileceği de irdelenmiştir. Piksellerin yaz ve kış dönemi için albedo değerleri hesaplandıktan sonra 5 metre çözünürlüklü sayısal yüzey modelleri yardımıyla yansıyan radyasyonun hesaplanabilmesi için piksellerin eğimleri hesaplanmıştır. Burada yansıyan radyasyon hesaplanırken gereken toplam radyasyon değerlerinde gölgelenme etiketlerini de hesaplanabilmesi için ArcGIS Area Solar Radiation modülünden yararlanılarak 3 boyutlu güneş haritaları oluşturulmuştur. Sonuç olarak, özellikle yüksek eğimli yamaçlarda yansıyan radyasyonun toplam radyasyona etkisinin %5 ila %7 oranında artış meydana getirebileceği belirlenmiştir.
Özet (Çeviri)
In many solar radiation models, a combination of physical measurements and mathematical models is used to achieve results close to actual values. However, since these calculations are typically based on a horizontal surface, terrain irregularities and shading effects are often overlooked. Additionally, total solar radiation can only be calculated considering three dimensional (3D) terrain model and albedo effect since albedo effect is ignored in classical solar radiation calculation formulas. In two-dimensional (2D) evaluations, total radiation is generally defined as the sum of direct and stray radiation. Moreover, reflected radiation appears when the studies are conducted in three dimensional (3D) model. To compute reflected radiation, the albedo value of the corresponding pixel and slope must be taken into account. This study aims to improve global solar radiation calculations—one of the most critical indicators in site selection—by utilizing a 3D Digital Surface Model (DSM) which can instead of traditional formulas that operate on a horizontal plane. It is desired to obtain real radiation and sunshine duration thanks to this approach. Additionally, the study seeks to analyze the impact of reflected radiation on total radiation by incorporating albedo values into the global solar radiation computation. As a case study, a 1.600 km² test area located south of Karaman was selected due to its high solar energy potential, varied topography, and diverse land surface types with different albedo values. Using the Google Earth Engine (GEE) platform, albedo values were calculated for summer and winter seasons based on atmospherically corrected SENTINEL-2A satellite imagery with a spatial resolution of up to 10 meters. The results showed that the albedo value for snow-covered surfaces in winter was 0,86, while for light-colored buildings, it was 0,36 in summer and 0,28 in winter. These findings, which closely align with reference values, it is examined that the albedo value for the surfaces may change due to angle of incidence in summer and winter by obtaining closely aligned results to the reference values. The slopes of pixels were determined using 5-meter resolution digital surface models to compute reflected radiation after calculating pixel-based albedo values for both seasons. 3D solar radiation maps were generated using the ArcGIS Area Solar Radiation Module to calculate shading effects in required total radiation while reflected radiation is calculated. As a result, it was determined that reflected radiation can contribute to an increase of approximately 5% to 7% in total radiation on especially steep sloped terrain.
Benzer Tezler
- Digital fotogrametrik ortofoto üretimine yönelik bir sym bilgisayar programı ve uygulamaları
Developing a dtm software for fotogrammetric digital orthophoto production and applications
BASHAR BASHİR
- Remote sensing applications for physical and ecological state of Turkish coastal waters
Türkiye kıyılarının fiziksel ve ekolojik durumu hakkında uzaktan algılama uygulamaları
ATİLLA HÜSNÜ ERONAT
Doktora
İngilizce
1999
Su ÜrünleriDokuz Eylül ÜniversitesiDeniz Jeolojisi ve Jeofiziği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ORHAN USLU
- Uydu görüntülerinden elde edilen yüzey sıcaklığı ve vejetasyon indeksleri ile tarımsal kuraklığın izlenmesi: Menemen sağ sahil sulama alanı örneği
Agricultural drought monitoring using surface temperature and vegetation indices data from satellite images: A case study of Menemen right bank irrigation district
KHOZIMA MOHAMED MUSA YOUSIF
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
ZiraatEge ÜniversitesiTarımsal Yapılar ve Sulama Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞERAFETTİN AŞIK
- Jeotermal bölgelerde arazi yüzey sıcaklıklarının sentinel uydu görüntüleri kullanılarak belirlenmesinin doğruluk analizi
Accuracy analysis of determination of terrain surface temperatures using sentinel satellite images in geothermal regions
HATİCE EDANUR ÇINAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Jeodezi ve FotogrametriÇanakkale Onsekiz Mart ÜniversitesiHarita Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. RAMAZAN CÜNEYT ERENOĞLU