CBS126U-HARİTA BİLGİSİ
Ünite 7: Haritada Doğal Şekillerin Gösterimi ve Ölçümü
Giriş
Doğal şekiller, dünyamızdaki iç ve dış kuvvetlerin etkileşimi sonucunda yeryüzünde oluşan kıtalar, dağlık alanlar, ovalık alanlar gibi makro boyuttaki şekillerden; vadiler, kanyonlar, plajlar, dolinler, lapyalar, alveolar ayrışma gibi mikro boyuttaki şekillere kadar, binlerce km2’den birkaç cm2’ye kadar değişen boyutlara sahip doğal
oluşumlardır. Doğal şekiller dünya üzerinde 8.850 metre yükseklikten (Everest Dağı), 11.034 metre derinliğe kadar (Mariana çukuru) yaklaşık olarak 20.000 metrelik bir yükselti farkı içerisinde dağılış göstermektedir ve doğal şekillerin gelişimi jeomorfoloji bilimi içerisinde incelenmektedir. Jeomorfoloji, yer şekillerinin özelliklerini ve bunların gelişimini inceleyen bilim dalıdır. Bir yerin jeomorfolojik özellikleri, yani doğal şekilleri incelenirken en yaygın kullanılan materyaller haritalardır. Günümüzden 30-40 yıl öncesine kadar doğal şekiller sadece topoğrafya haritaları ve hava fotoğraflarına göre incelenirken günümüzde özellikle Coğrafi Bilgi Sitemleri (CBS) alanındaki gelişmeler sayesinde çok farklı haritalar yardımıyla incelenmektedir.
Doğal Şekillerin Gösteriminde Kullanilan Harita Türleri
Doğal şekiller çok farklı doğal süreçler sonucunda oluşur ve bir doğal ortam içerisinde farklı boyutlara sahip birçok doğal şekil yan yana bulunabilir. Sayılarının fazla olması ve boyutlarının çok fazla değişkenlik göstermesi nedeniyle doğal şekiller çok farklı haritalar aracılığıyla gösterilmektedir. Aşağıda doğal şekillerin gösteriminde yaygın olarak kullanılan harita türleri kısaca açıklanmıştır.
Topoğrafya Haritası
Topoğrafya haritası yeryüzüne ait yükseklik değerlerinin ve yer şekillerinin eşyükselti eğrileri (izohipsler) yardımıyla gösterildiği haritalardır (Şekil 7.1). Bu haritalarda izohipslerin yanı sıra çeşitli simgeler yardımıyla fiziki ve beşeri unsurlar da gösterilir. Topoğrafya haritaları çok uzun yıllar doğal ortamın yorumlanmasında ve anlaşılmasında, jeomorfoloji ve jeoloji haritaları gibi yer ile ilgili bilgilerin gösterildiği haritaların oluşturulmasında kullanılan temel başvuru kaynakları olmuştur. Topoğrafya haritalarında izohipslerin birbiriyle olan ilişkileri ve uzanım biçimlerinden yola çıkarak yer şekilleri hakkında bilgi sahibi olmamız mümkündür. Örneğin iç içe kapalı izohipslerin bulunduğu alanda yüksekliğin merkeze doğru artması bir tepeyi, yüksekliğin merkeze doğru azalması bir çukurluğu, izohipslerin sıklaşması eğimin arttığını, seyrek olması eğimin azaldığını, izohipslerin içbükey olması vadileri, dış bükey olması sırtları gösterir. Günümüzde topoğrafya haritalarındaki izohipslerin CBS ortamında sayısallaştırılması ya da radar verilerinden üretilen raster verilerin CBS ortamında işlenmesinin ardından aşağıda başlıklar halinde kısaca açıklanan harita türleri yapılmakta ve yer şekilleri hakkında çok daha fazla bilgi sahibi olunmaktadır.
Yükseklik ve Derinlik Haritaları
Yükseklik ya da derinlik, bir noktanın belirli bir noktaya göre sahip olduğu coğrafi konumudur. Coğrafyada yükseklikler ve derinlikler ortalama deniz seviyesine göre belirlenir ve her iki değer topoğrafya haritalarında konturlar yani izohipsler, sayısal yükseklik modellerinde ise raster hücrelerinin sahip olduğu değerler ve bu değerlere göre belirlenmiş renkler ile gösterilmektedir. Topoğrafya haritalarında izohips aralıkları haritanın ölçeğine bağlı olarak birkaç metreden birkaç yüz metreye, hatta küçük ölçekli haritalarda km’ye kadar değişebilmektedir. Topoğrafya haritalarının yanı sıra yükseklikler CBS içerisinde raster tabanlı olarak üretilen sayısal yükseklik modelleri (SYM) aracılığıyla temsil edilir. Sayısal yükseklik modellerinde haritayı oluşturan her bir raster hücresinin bir yükseklik değeri vardır. Yan yana gelen milyonlarca raster hücresi sayesinde bir yerin yükseklik haritası oluşturulmaktadır (Şekil 7.2). Günümüzde uydu teknolojileri sayesinde ücretsiz olarak ulaşabileceğiniz farklı çözünürlüklere sahip birçok sayısal yükseklik modeli bulunmaktadır.
Eğim Haritası
Eğim ya da diklik, herhangi bir topoğrafya yüzeyinin yatay düzlemle yapmış olduğu açıdır. Eğim temel olarak iki nokta arasındaki yükseklik farkı ile yatay mesafe arasındaki orana göre belirlenir ve yüzde (%), derece (°) ya da oran olarak üç şekilde ifade edilmektedir (Tablo 1; Şekil 7.4). Derece ve yüzde eğim değerleri arasında bir karşılaştırma yapmak gerekirse 10°’lik eğim %17’lik, 26°’lik eğim %50’lik, 45°’lik eğim, %100’lük ve 60°’lik eğim %173’lük bir eğime karşılık gelir.
Eğim değerlerine bakılarak bir yerdeki doğal şekillerin özellikleri ve alandaki yamaç süreçleri hakkında bilgi sahibi olmak mümkündür. Örneğin ovalık alanlarda eğim 0° ile birkaç derecelik değerlere sahipken, kanyon vadilerde eğim değeri 90°’yi bulmaktadır. Eğim değerleri tek başına kullanılabileceği gibi eğimin yamaç boyunca değişimi ve yamaç profilleri hakkında bilgi verir. Eğim özelliklerine göre yamaçları içbükey (concave) ve dışbükey (convex) yamaç olarak ayırmak ve bunlara göre doğal yer şekillerini belirlemek mümkündür (Şekil 7.5).
Bakı Haritası
Bakı haritaları herhangi bir yamacın baktığı yönü gösteren haritalardır. Bakı haritalarında değerler 0°-360° arasında değişir. Ancak düz alanlar herhangi bir bakı, yani yön değerine sahip olmadığı için bakı haritalarında düz alanlar -1 olarak gösterilir. Bakı haritalarında yönler genelde 8 yöne göre belirlenebilir (Şekil 7.6). Bakı koşulları yer yüzeyine ulaşan güneş enerjisi üzerinde etkili olduğu için doğal ortamın da şekillenmesi üzerinde önemli etkiye sahiptir. Örneğin bitki örtüsünün dağılışı ve toprak özellikleri üzerinde bakının büyük etkisi vardır. Jeomorfolojide ise oluşumu iklim koşullarıyla yakından ilişkili bazı yer şekillerinin gelişimi üzerinde etkilidir. Örneğin Anadolu’da Kuvaterner döneminde gerçekleşen
vadi buzullaşmaları genel olarak kuzeye bakan yamaçlar üzerinde gerçekleşmiştir. Bu yüzden sirkler, morenler gibi buzul jeomorfolojisine ait yer şekillerini Anadolu’da yaygın olarak kuzeye bakan vadiler içerisinde görmekteyiz.
Kabartma Haritası
Gölgeli kabartma olarak da isimlendirilen kabartma haritaları, haritalardaki görselliği arttırmak amacıyla raster hücrelerin varsayımsal olarak aydınlatılmasıyla oluşturulan haritalardır. Kabartma haritalarının oluşturulmasında iki yöntem kullanılır. Tek ışık kaynağının dikkate alındığı geleneksel yöntem ve birden fazla kaynaktan gelen ışığı birleştiren çok yönlü yöntem. Geleneksel yöntemde aydınlatma güneşin azimut açısına, yani kuzey ile yaptığı açıya ve yükseklik açısı değerine göre oluşturulur (Şekil 7.7.a). Azimut değeri 0°-360° arasında değişirken, yükseklik eğim değeri 0°-90° arasında değişir.
Kırmızı Rölyef Haritası (Red Relied Image Map-RRIM)
Kırmızı rölyef haritası son yıllarda yer şekillerinin gösteriminde kullanımı oldukça yaygınlaşan haritalardandır. Kabartma haritasında olduğu gibi analizlerde pek kullanılmayan, daha çok görsel olarak yer şekillerini yorumlama imkânı sunan bir harita türüdür. Harita eğim değerleri ile topoğrafik açıklık, ya da başka bir ifade ile vadi-sırt parametrelerinin aynı anda gösterilmesiyle elde edilir. Topoğrafik açıklık değerlerindeki negatif değerler vadileri, volkan kraterleri, sel yarıntıları gibi içbükey (konveks) yamaçları gösterir. Pozitif değerler ise sırtlar ve tepeler gibi dışbükey (konkav) yamaçları göstermektedir (Chiba vd., 2008; Şekil 7.8).
Üç Boyutlu Haritalar
Perspektif haritaları olarak da bilinen 3 boyutlu haritalar yükseklik değerlerinden yola çıkarak bir doğal ortamın 3. boyutta haritalanmasıdır. 2 boyutlu haritalar bir yerin tam tepeden, 90°’lik yükseklik açısıyla görmemizi sağlar. Ancak 3 boyutlu haritalarda yükseklik açısı 90°’den daha azdır, yani haritaya eğik (oblik) bir açıyla bakarız. Bu eğik açı haritaya farklı bir perspektifte bakmamızı ve 2 boyutta algılayamadığımız ayrıntıları görmemizi sağlar. Bakış açısını değiştirebildiğimiz bu haritalar, yükseklik farklılıklarını daha iyi anlamamıza ve yer şekillerinin gerçek dünyadaki fiziksel koşullarına uygun bir şekilde görmemizi sağlar. Örneğin bir kanyon duvarında olduğu gibi kanyon duvarı gibi yüksek eğimli bir yamacın iki boyutlu haritada gerçek özelliklerini yeterince iyi anlayamazı. Ancak bu dik duvarı 3 boyutlu olarak incelediğimizde gerçekte ne kadar yüksek olduğunu ve ne kadar uzunluğa sahip olduğunu anlayabiliriz. 3 boyutlu haritalar üzerine istediğimiz herhangi bir harita katmanını ekleyerek birçok fiziksel parametrenin üçüncü boyutta nasıl değiştiğini görebiliriz (Şekil 7.9; 7.10).
Jeomorfoloji Haritası
Yer şekillerini göstermek için hazırlanan jeomorfoloji haritaları, sınırları belirlenmiş bir alan içindeki yer şekillerinin tanımı, morfometrik özellikleri, dağılışı, oluşumunu denetleyen süreçler, nedenler ve o şeklin
oluşum evrelerini içermelidir (Erol, 1993). Jeomorfolojik bir harita üretebilmek için iyi düzeyde analitik jeomorfoloji bilmek, litolojik özelliklerin yer şekli oluşum süreçleri üzerindeki etkilerini kavramak, izohipsleri anlamak ve yorumlayabilmek, arazi tecrübesine sahip olmak gerekir (Cürebal, 2020). Kabaca 100 yıllık geçmişe sahip olan jeomorfoloji haritalarında yer şekillerinin her birini tanımlayan belirli noktalar, çizgiler, renkler ve semboller kullanılır (Şekil 7.11, 7.12).
Jeomorfometri Haritası
CBS teknolojilerindeki gelişmeyle birlikte sayısal arazi modelleri üzerinden gerçekleştirilen jeomorfometrik ölçümlere göre yer şekilleri otomatik olarak belirlenebilmektedir. Yer şekillerinin otomatik olarak belirlenmesinde en yaygın kullanılan yöntem Topoğrafik Pozisyon İndeksi’dir (TPİ). Bu indeksin yanı sıra dolinler ve cüruf konileri gibi daha spesifik yer şekillerinin belirlenmesi için kullanılan farklı yöntemlerde bulunmaktadır.
TPİ’de geliştirilen algoritma sistemi, basitçe bir pikselin yükseklik değeri ile o hücrenin etrafındaki komşu piksellerin ortalama değerini dikkate alır. Çıkan değer pozitif ise o pikselin diğer piksellerden yüksek olduğu, negatif ise de düşük olduğu anlamına gelmektedir. Ayrıca pikselin eğim derecesi de bazı sınıflarda dikkate alınmaktadır. Eğer bir hücre komşu hücrelerinden önemli oranda yüksek ise o bölgeler tepe veya sırt olarak sınıflandırılmaktadır. Komşu hücrelere göre önemli derecede düşük değerler ise o hücrenin vadi tabanı veya tabana yakın olduğunu göstermektedir. Sıfıra yakın değerler ise düz alanlar veya orta eğimli alanlar olarak sınıflandırılır. Bu durumda eğim derecesi de hesaba dahil edilerek düz alanlar ile orta eğimli alanlar ayırt edilmektedir. TPİ analizinde en önemli noktalardan bir tanesi yer şekillerinin sınıflandırmasında kullanılan ölçektir (eşik değeri ya da yarıçap değeri). Ölçeğinizin değişmesi durumunda elde edeceğiniz yer şekillerinin alansal özellikleri farklılık gösterecektir. TPİ analizinde sadece SYM üzerinden analiz yapabileceğiniz gibi SYM’lerden üretilmiş arazi rölyefi, eğrisellik, topoğrafik açıklık, eğim, vadi derinliği, yüzey pürüzlülüğü gibi verilerle daha detaylı morfometrik analizler yapılabilir (Çilek vd., 2019).
Yaygın Doğal Şekillere Örnekler
Dünyanın çeşitli yerlerinde etkili olan farklı süreçler sonucunda farklı yer şekilleri oluşmaktadır. Dünyadaki tüm yer şekillerinin sayısı bilinmemekle birlikte yüzlerce şeklin olduğu bilinmektedir. Bunlar dağlar, ovalar, tepelik alanlar, platolar gibi büyük yer şekilleri olabileceği (Şekil 7.13) gibi alveolar, bal peteği ayrışma gibi cm boyutlarına sahip yer şekillerine kadar değişmektedir. Yer şekilleri temel olarak onları oluşturan süreçlere göre sınıflandırılır. Bundan dolayı her bir morfojenetik bölgenin kendine özgü yer şekilleri vardır. Örneğin akarsu süreçleri sonucunda oluşan flüvyal şekiller, buzul süreçleri sonucunda oluşan buzul şekilleri, volkanik olaylar sonucunda gelişen volkanik şekiller, kıyı süreçlerine bağlı olarak oluşan kıyı şekilleri
gibi. Yer şekilleri köken olarak sınıflandırılabileceği gibi sonraki bölümde kısaca açıklanan morfometrik özelliklere göre de sınıflandırılması mümkündür. Bu bölümde en yaygın yer şekilleri açıklanmıştır.
Dağ ve Ova
Dağlık alanlar çevresine göre oldukça yüksekte bulunan, genelde yüksek eğimli yamaçlar ile çevrili yer şekilleridir. Dünyanın en yüksek dağlık alanı karalar üzerinde Everest Dağı’dır (8850 metre). Ancak Everest dünyanın en yüksek dağı değildir. Hawaii adalarında olan Mauna Kea volkanı denizin altında kalan kısmıyla birlikte 10.203 metre yüksekliğe sahiptir. Bu dağın sadece 4205 metresi deniz seviyesinin üstündedir.
Vadi ve Sırt
Bir yer tektonik ya da volkanik faaliyetler sonucunda deniz seviyesin üstüne çıktıktan sonra dış kuvvetler tarafından aşındırılmaya başlar. Bu aşındırıcı kuvvetler içerisinde en yaygın olanlarından bir tanesi akarsu (flüviyal) aşındırmasıdır. Akarsu aşındırması sonucunda oluşan en bilindik yer şekli vadiler ve bu vadiler arasında uzanan sırtlardır. Topoğrafya haritalarında vadiler izohipslerin iç bükey uzandığı alanlara karşılık gelir. Vadiler arasında izohipslerin dışbükey olarak uzandığı alanlar ise sırtlara karşılık gelir.
Tepe ve Çukur
Tepelik alanlar sırtlar gibi çevresine göre yüksekte olan alanlardır. Sırtlardan farklı olarak tepelik alanlarda izohipsler kapalı konturlar şeklindedir ve yükseklikleri çevreden merkeze doğru artar. Örneğin dağlık alanlardaki zirveler, volkanik tepelikler (cüruf konileri) en bilindik tepe şekilleridir. Çukur alanlar (depresyonlar) tepe yapısında olduğu gibi izohipsler iç içe kapalı konturlar şeklindedir.
Delta, Koy ve Körfez
Kıyı şekillerinden olan deltalar ve koylar birbirine zıt uzanan izohipslere sahip diğer şekillerdir. Deltalar akarsuların denize döküldüğü alanlarda, kendileriyle birlikte taşıdıkları çakıl, kum, silt, kil gibi sedimanları biriktirmesiyle oluşan ovalık alanlardır. Deltalarda izohipsler iki farklı uzanıma sahiptir. Deltanın başladığı noktada izohipsler akarsu vadilerindeki uzanım gibi iç bükey bir uzanım sergilerken, denize doğru yani deltanın uç kısımlarına doğru ilerledikçe dış bükey bir uzanım sergilerler (Şekil 7.19).
Plato, Mesa ve Büt
Plato, mesa ve büt birbirine çok benzeyen şekillerdir. Platolar genelde üst kesimleri düz olan, kenar kesimleri yüksek eğimli yamaçlarla çevrili, kilometrelerce alan kaplayan yüksek alanlardır. Platoların aşınıp parçalara ayrılması sonucunda mesa ve bütler oluşur. Başka bir ifadeyle, çevrelerinden izole bir şekilde duran, kenarları yüzlerce metre yüksekliğe ulaşabilen dik yamaçlarla çevrili, üst kesimleri platolardaki gibi düz olan tepelik alanlara mesa ve büt adı verilir. Mesa ve büt arasındaki tek
fark bunların büyüklüğüdür. Mesalar daha büyük, bütler ise daha küçük tepelik alanlar için kullanılır (Şekil 7.20, 7.21).
Ada ve Yarımada
Dört tarafı sularla çevrili kara parçalarına ada, anakara ile bağlantısı olup üç tarafı sularla çevrili olan kara parçalarına ise yarımada denilmektedir. Adalar oluştukları yere göre kıtasal ve okyanusal adalar olarak ikiye ayrılırlar. Kıtasal adalar, tektonik olaylar sonucu veya iklimsel değişiklikler nedeniyle su seviyesinin alçalıpyükselmesine bağlı olarak oluşurlar. Okyanusal adalar ise tektonik hareketlerin etkisiyle okyanus tabanında meydana gelen volkanik aktivite sonucu oluşan malzemenin su yüzeyine çıkmasıyla oluşurlar.
Morfometrik Analizler
Morfometrik analizler yer şekillerinin boyut ve niceliksel olarak analiz edilmesi, tanımlanması ve sınıflandırmasıdır.
Havza Morfometrisi
Taşkın, kuraklık, su yönetimi, jeomorfoloji, havza yönetimi ve tektonizma gibi konulardan dolayı akarsu havzaları yerbilimlerinde en fazla çalışılan konulardan biridir. Bundan dolayı havzalara ait birçok morfometrik indis bulunur ve her bir indisin bize sağlamış olduğu bilgi farklılık gösterir (Tablo 7.2).
Dolin Morfometrisi
Dolinler (kapalı depresyonlar) karstik alanların karakteristik yüzey şekillerindendir. Dolinlerin gelişimi, morfolojisi ve dağılışı üzerinde tektonik, morfolojik ve iklimsel özelliklerin büyük etkisi vardır ve bu etkenlerden dolayı dolin morfometrileri karstik alanlarının morfo-tektonik gelişimi hakkında önemli ipuçları sağlar. Dolinler ya da kapalı depresyonlar için tanımlanmış onlarca morfometrik hesaplama bulunmaktadır ancak bunların çok azı yaygın olarak kullanılmaktadır.