Artificial intelligence-based air quality monitoring and management system: a case study for greater Istanbul
Yapay zekâ tabanlı hava kalitesi izleme ve yönetim sistemi: Büyük İstanbul için bir vaka çalışması
- Tez No: 992958
- Danışmanlar: PROF. DR. HÜSEYİN TOROS
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Belirtilmemiş.
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Meteoroloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Hızlı kentleşme, nüfus artışı ve sanayi faaliyetlerinin yoğunlaşması, büyük metropollerde hava kirliliğini çevre ve halk sağlığı açısından en kritik sorunlardan biri hâline getirmiştir. Özellikle partikül madde (PM10 ve PM2.5) ile kükürt dioksit (SO₂) gibi kirleticiler, solunum ve kardiyovasküler hastalıklar başta olmak üzere çok sayıda sağlık sorunuyla ilişkilendirilmekte; aynı zamanda ekosistemler ve iklim sistemi üzerinde de olumsuz etkilere yol açmaktadır. Bu bağlamda, hava kirleticilerinin güvenilir biçimde izlenmesi ve geleceğe yönelik doğru tahminlerin yapılması, sürdürülebilir çevre yönetimi ve erken uyarı uygulamaları açısından büyük önem taşımaktadır. İstanbul, coğrafi konumu, yüksek nüfus yoğunluğu, karmaşık ulaşım ağı ve çeşitli emisyon kaynaklarının bir arada bulunması nedeniyle hava kirliliği açısından Türkiye'nin en kritik metropollerinden biridir. Kentteki hava kirletici konsantrasyonları; trafik, sanayi, ısınma ve arka plan kaynaklarının yanı sıra meteorolojik koşullardaki zamansal ve mekânsal değişkenlikten güçlü biçimde etkilenmektedir. Bu karmaşık yapı, hava kirleticilerinin davranışlarının modellenmesini zorlaştırmakta ve doğrusal varsayımlara dayanan klasik istatistiksel yöntemlerin yetersiz kalmasına neden olmaktadır. Bu nedenle, doğrusal olmayan ilişkileri ve zamansal bağımlılıkları temsil edebilen gelişmiş yapay zekâ yaklaşımlarına olan ihtiyaç giderek artmaktadır.
Özet (Çeviri)
Air pollution has continued to be one of the most important environmental and human health issues in rapidly urbanizing areas across the world. Cities like Istanbul have complicated relationships between sources of emissions, meteorology, and urban form, leading to large spatial and temporal differences in the concentration of particulate matter (PM10, PM2.5) and sulfur dioxide (SO2). Although there is an increasing amount of literature in air quality modeling, it is clear that the accurate interpretation of forecasting structures and their operationally usefulness are in demand. This is a doctoral research that was carried out to fill this scientific and practical gap. The thesis will combine the time learning ability of Long Short-Term Memory (LSTM) networks and the uncertainty-handling and interpretability capabilities of the Fuzzy Logic system through a hybrid modeling framework. The Hybrid (LSTM - Fuzzy)model has been proposed and tested, based on five years of high-resolution pollutant and meteorological measurements obtained at representative locations of monitoring stations throughout Istanbul, such as, traffic, urban, industrial, rural, and heating-dominated stations.Compared to the scope, methodological framework, and depth of analysis, the research is superior to the past national studies since it provides a multi-station forecasting framework to improve the accuracy of the prediction as well as the intelligibility of the model. Moreover, the study presents innovative discoveries on environmental modeling, artificial intelligence, and sustainable urban management, as it introduces the meteorological variability and typology features of stations in the literature of reference countries and worldwide.
Benzer Tezler
- Raylı sistemlerde dijital ikiz teknolojisi ile bim, gis ve iot tabanlı gerçek zamanlı izleme altyapısının geliştirilmesi
Development of a real time monitoring infrastructure based on bim, gis and iot using digital twin technology in rail systems
TOLGA BOZKURT
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
Jeodezi ve Fotogrametriİstanbul Teknik ÜniversitesiGeomatik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZAİDE DURAN
- Akıllı kampüslerde yapay zekâ destekli enerji yönetimi
Artificial intelligence-supported energy management in smart campuses
ABDALHADI K S MANASSRA
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
Endüstri ve Endüstri MühendisliğiBursa Teknik ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÜRKAN IŞIK
- Gaziantep'te PM2.5 konsantrasyonunun zamansal ve mekânsaltahminine yönelik transfer öğrenme destekli hibrit yapay zeka modelleri
Spatio-temporal estimation of PM2.5 concentrations in gaziantepusing transfer learning-based hybrid artificial intelligence models
TÜRKAN ZENGİN GÖMLEKSİZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Meteorolojiİstanbul Teknik Üniversitesiİklim Bilimi ve Meteoroloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN TOROS
- Uzman sistemler ve ulaştırma alanında kullanımları
Expert systems and using them in transportation
A.BURAK GÖKTEPE
- Turkey forest fire decision support system (TFFDSS)
Türkiye orman yangını karar destek sistemi (TFFDSS)
ABDULLAH SUKKAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Jeodezi ve Fotogrametriİstanbul Teknik ÜniversitesiGeomatik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AHMET ÖZGÜR DOĞRU