CBS224U-COĞRAFİ BİLGİ SİSTEMLERİNİN KULLANIM ALANLARI II
Ünite 7: Yapı Envanterinde Coğrafi Bilgi Sistemleri Çözümleri
Giriş
Yıkıcı depremlerin ardından ülkemizde afet yönetimi kavramı çok daha önemli hale gelmiştir. Afet yönetimi; doğal ve yapay afetlerin öncesinde, sırasında ve sonrasında gerçekleştirilmesi gereken çalışmaları kapsayan bir yönetim anlayışı olarak karşımıza çıkmaktadır. Kentsel bölgedeki mevcut binaların genel özelliklerinin belirlenmesi, yetkililerin olası bir afetin yol açacağı hasarın boyutunu tahmin edebilmelerini ve afet gerçekleşmeden gerekli önlemleri alabilmelerini sağlayacaktır. Yapı envanteri; kentsel alanlardaki mevcut binalardan veri toplanması ve değerlendirilmesi ile mevcut yapı stoğunun genel özelliklerinin belirlenmesi şeklinde tanımlanmaktadır. Yapı envanteri, afet yönetimi kapsamında depreme yönelik hazırlık çalışmalarının bir parçası niteliğindedir. Yapı envanterinin amacı, olası bir deprem öncesi mevcut yapıların genel özelliklerinin elde edilmesi ve bu verilerin değerlendirilmesi ile riskli bölgelerin tespit edilmesidir. Hem konumsal analiz araçları hem de veritabanı desteği sayesinde kullanışlı bir veri yönetim aracı olan Coğrafi Bilgi Sistemleri’nin (CBS) yapı envanteri çalışmalarında kullanılması etkin çözümleri beraberinde getirmektedir.
Afet Yönetimi ve Yapı Envanteri
Ülkemizde yaşanmış depremler mevcut yapıların deprem dayanımının ve ülkemizdeki afet yönetimi çalışmalarının ne derece yetersiz olduğunu ortaya koymuştur. Afet yönetimi; doğal ve yapay afetlerin neden olacağı zararın azaltılması amacıyla afet öncesinde, afet sırasında ve sonrasında yürütülmesi gereken çalışmaları kapsayan bir yönetim anlayışıdır. Ulusal ve uluslararası kaynaklarda afet yönetiminin birçok tanımı bulunmaktadır. Afet yönetimi; afetlerin önlenmesi ve zararlarının azaltılması amacıyla bir afet olayı öncesi, sırası veya sonrasında yapılması gereken çalışmaların planlanması, yönlendirilmesi, koordine edilmesi ve uygulanabilmesi için toplumun tüm kurum ve kuruluşlarıyla kaynaklarının bu ortak amaç doğrultusunda yönetilmesini gerektiren çok yönlü, çok disiplinli, çok aktörlü, oldukça geniş kapsamlı, dinamik ve karmaşık bir yönetim sürecidir (AFAD, 2014).
Teknik ve idari birçok kurum ve kuruluşu ilgilendiren afet yönetimi, ülkemizdeki yıkıcı depremler sonrasında üzerinde durulan önemli bir konu haline gelmiştir. Deprem öncesi hazırlık çalışmalarından deprem sırasında arama-kurtarma ve deprem sonrası hasar tespit, zarar azaltma ve iyileştirme çalışmalarına kadar birçok uygulama afet yönetiminin çalışma alanına girmektedir.
Depreme hazırlık çalışmaları kapsamında gerçekleştirilen yapı envanteri çalışmalarıyla binaların genel ve teknik özelliklerinin belirlenmesi, yüksek risk grubundaki binaların tespit edilmesi, bu binalar için gerekli önlemlerin alınması amaçlanmaktadır. Böylece bir deprem felaketi sonucunda oluşacak can ve mal kaybının en aza indirilmesi mümkün olacaktır. Mevcut her tür yapının adedi, yapı malzemeleri, yapı sistemi, yaşı gibi
özelliklerin belirlenmesi için yapılan tespit ve kayıt işlemi sonucunda oluşturulan bilgilerin tümü, yapı envanteri olarak tanımlanmaktadır (AFAD, 2014).
Afet Yönetiminin Aşamaları
Çok katmanlı bir yönetim anlayışı olan afet yönetimi; zarar azaltma, hazırlık, müdahale ve iyileştirme olmak üzere 4 temel aşamada ele alınmaktadır. Bu aşamalar aşağıda kısaca özetlenmiştir.
Zarar Azaltma: Afet sonrası iyileştirme ve yeniden inşa safhalarında gerçekleştirilen faaliyetler, zarar azaltma aşaması kapsamında değerlendirilmektedir.
Hazırlık: Merkezi düzeyde afet yönetimi ile ilgili planların hazırlanması ve geliştirilmesi, il düzeyinde kurtarma ve acil yardım planlarının hazırlanması ve geliştirilmesi, gerektiğinde bölge teçhizat merkezleri kurulması ve kritik malzemelerin stoklanması, alarm, erken uyarı ve erken haber alma sistemlerinin kurulması, işletilmesi ve geliştirilmesi gibi ana faaliyetler hazırlık aşaması kapsamında değerlendirilmektedir.
Müdahale: Afet sırasında veya hemen sonrasında, mümkün olan en kısa süre içerisinde çok sayıda insan hayatını kurtarma, yaralıların tedavisini sağlama, açıkta kalanların, barınma, beslenme, tahliye, korunma, ısınma, güvenlik, psikolojik destek gibi hayati gereksinimlerini karşılama çalışmalarının tümüdür.
İyileştirme: Bu evrede yürütülen faaliyetlerin ana hedefi afete uğramış toplulukların haberleşme, ulaşım, su, elektrik, kanalizasyon, eğitim, uzun süreli geçici iskân, ekonomik ve sosyal faaliyetler, vb. gibi hayati aktivitelerinin minimum düzeyde karşılanabilmesi için gereken tüm çalışmaları yapmaktır.
Hızlı Değerlendirme Yöntemleri
Yapı envanterinin ilk aşaması çalışma alanının ve çalışma yönteminin belirlenmesidir. Çalışma alanındaki tüm binaların değerlendirilebilmesi için zamanın doğru kullanılması oldukça önemlidir. Bu nedenle yapı envanteri için hızlı değerlendirme yöntemleri önerilmiştir. Bu alanda yapılan daha önceki çalışmalarla geliştirilen hızlı değerlendirme yöntemleri şu şekilde sıralanabilir:
• FEMA Yöntemi (FEMA 154-155) • Japon Sismik İndeks Yöntemi • ATC-21 Hızlı Davranış Değerlendirme Yöntemi • Kolon ve Duvar İndeksleri Yöntemi • DUR-TES Yöntemi • İstatistiksel Yöntem • Bayındırlık ve İskan Bakanlığı Hızlı Değerlendirme Yöntemi • P25 Puanlama Yöntemi
Kolon ve Duvar İndeksleri Yöntemi
Bu yöntemde bina boyutları ve taşıyıcı elamanlar ile dolgu duvarlarının boyutları kullanılır. Genel yaklaşım olarak, çok sık deprem olmayan bölgelerdeki bina stoğu ile ilgili
üst seviye bir hesaplama yerine, daha düşük seviyeli bir hesap yöntemi araştırılmıştır.
DUR-TES Yöntemi
İstanbul Üniversitesi Mühendislik Fakültesi, İnşaat Mühendisliği Bölümü tarafından İstanbul ili Bakırköy ilçesinde bulunan yapı stoğunun deprem güvenliğinin analizi kapsamında yapılan çalışmada yaklaşık olarak on bin adet bina üzerinde yapı durum tesbiti ile ilgili detaylı incelemeler yapılmıştır. Bu çalışmalar esnasında hızlı değerlendirme yapan bir algoritma ve bilgisayar programı geliştirilmiştir. Yöntemde bina deprem performanslarının hesaplanabilmesi için birçok parametre belirlenmiş ve bu verilerin toplanmasını kolaylaştırmak için anket formu düzenlenmiştir. Mukavemet puanı ve kusur puanı yaklaşımlarıyla binaların deprem performansı belirlenmiştir.
P25 Puanlama Yöntemi
Sözkonusu yöntemde yapıda mevcut kolon, perde ve dolgu duvar boyutları, rijitlikleri, taşıyıcı sistem düzeni, bina yüksekliği, yönetmelikte tanımlanan çeşitli yapısal düzensizlikler, malzeme ve zemin özellikleri gibi parametreler üzerinden hesap yapılarak bulunan P1 temel yapısal puanı ile birlikte binanın değişik göçme modlarını da göz önüne alan toplam yedi adet göçme puanı hesaplanmaktadır.
Yapı Envanterinin Aşamaları
Veri Toplama
Yapı envanteri çalışmalarında veri toplama; çalışma alanı ve araştırma yöntemi belirlendikten sonraki aşamayı oluşturmaktadır. Veri toplama; proje incelemeleri ve bina incelemeleri olmak üzere iki adımda gerçekleştirilmektedir. Mimari projelerden binaya ait genel bilgiler, teknik projelerden ise binanın inşai bilgileri toplanmaktadır. Veri toplamada en önemli nokta, binalara ait hangi verilerin envanter için yararlı olacağının tespit edilmesidir.
Proje İncelemeleri
Binalara ait mimari ve teknik projeler ilgili kurumun arşivlerinden temin edilerek incelenmekte, proje verileri yapı envanteri formuna işlenmektedir.
Mimari Projelerden Elde Edilen Veriler
• Konum bilgisi • Yapım yılı • Giriş kat ve normal kat alanı • Kat adedi ve kat yüksekliği • Kullanım türü
Teknik Projelerden Elde Edilen Veriler
• Taşıyıcı sistem özellikleri • Malzeme özellikleri • Kusur belirleme • Düzensizlik belirleme • Yapı elemanlarının tanımı ve konumu • Açıklama
Bina İncelemeleri
Binalar yerinde incelenerek teknik projelerden elde edilen verilerin doğruluğu sınanmakta, binanın inşası sırasında projeden farklı olarak yapılan uygulamalar not edilmekte ve gerekirse veri toplama formuna proje inceleme esnasında girilen verilerde düzeltmeler yapılmaktadır. Bunun yanı sıra işçilik ve malzeme kalitesi gibi veriler toplanmakta; binanın iç bölümlerinden ve dışarıdan fotoğrafları çekilmektedir.
Yapı Envanterinde Coğrafi Bilgi Sistemleri
Yapı envanteri çalışmaları kapsamında elde edilen verilerin konumsal bir veri tabanına işlenmesi ve kaydedilmesi, verilerin anlamlı bilgilere dönüştürülmek üzere sorgulanması ve risk haritalarının üretilmesi aşamalarında CBS teknolojisinden yararlanılmaktadır.
Verilerin Konumsal Bir Veritabanına İşlenmesi
CBS ortamında, coğrafi olarak koordinatlandırılmış hava fotoğrafları altlık olarak kullanılarak çalışma alanındaki binaları içeren bir veri katmanı oluşturulabilmektedir. Proje incelemeleri ve yerinde incelemeler sonucunda elde edilen veriler, her bir binanın öznitelik tablosuna işlenebilmekte; böylece binalara ait tüm veriler bir veri tabanında saklanabilmektedir. Çalışma bölgesindeki binalardan toplanan veriler, yazılım ortamında görüntülenebilmektedir. Ekrana gelen tablo, istenen veri alanının oluşturulabileceği, bu alanlara veri girişinin yapılabileceği öznitelik tablosudur. Bu tablo, yapı envanteri verilerini içermeyip her bir bina için bina kodu (bina_id), şekil uzunluğu (shape_length) ve şekil alanı (shape_area) gibi veri alanlarını kapsamaktadır. Bu tabloya yeni bir veri alanı eklemek için öznitelik tablosunda New Field seçeneğinden yararlanılmaktadır. Ekrana gelen pencereden yeni veri alanının ismi ve tipi (whole number yani integer, decimal number, text, date, time vb.) seçilebilmektedir. Öznitelik tablosuna işlenen veriler veri tabanında bir tablo halinde tutulmakta ve gerektiğinde değişiklikler yapılabilmektedir. Ayrıca bina incelemeleri esnasında çekilen fotoğrafları da öznitelik tablosuna eklemek ve her bir binanın fotoğrafını görüntülemek mümkündür. Bunun için Layer Properties özelliği kullanılmaktadır. New Field özelliği kullanılarak Type bölümünden yeni veri alanının tipi Text (String) olarak seçilebilmekte ve Length bölümüne 255 değeri girilerek yeni bir alan oluşturulabilmektedir. Open Attribute Table penceresi açılarak fotoğraflar için oluşturulan yeni alan görüntülenebilmektedir. Veri seti içerisindeki bir bina için bilgisayarda kayıtlı herhangi bir fotoğraf dosyası seçilip öznitelik tablosuna eklenebilmektedir. Katman üzerinde, öznitelik tablosuna fotoğraf yüklenen binaya tıklandığında, bina fotoğrafı görüntülenebilmektedir.
Verilerin Sorgulanması
Özniteliksel ya da konuma dayalı sorgulamalar SQL (Structured Query Language) adı verilen yapısal bir sorgulama dili kullanılarak yapılabilmektedir. SQL, çeşitli
veritabanı yazılımı tarafından kullanılan; SELECT, INSERT, WHERE, DELETE vb. temel komutlara sahip bir sorgulama dilidir. SQL kullanılarak binaların yapım yılları üzerinden yapılan bir sorgulama özniteliksel; bulundukları mahallelere göre yapılan bir sorgulama ise konumsal olacaktır. Örneğin haritadaki birçok bina arasından kat adedi 7’den küçük ve 7’ye eşit olanlar bulunmak istendiğinde, “küçük eşittir (<=)” matematiksel ifadesi kullanılarak sorgulama yapılmalıdır.
Quary Builder sorgulama aracı içerisinde ifade alanına “KAT_ADEDI” <= 7 yazıldığında, kat adedi 7 ve 7’den küçük olan binalar harita üzerinde görüntülenebilmektedir. Dikkat edilirse bu tip sorgulama sonucunda, binalar katmanında kat adedi <=7 olan binalar filtrelenmiştir. Eğer veriler filtrelenmeden bir özniteliksel sorgu yapılmak istenirse Select by attribute özelliği kullanılmaktadır. Select by attribute penceresi açılarak sorgulama yapılacak katman, ilgili katmanın veri alanı, sorgulama ifadesi ve değer girilebilmektedir. Aynı şekilde bir mahallenin sınırları içindeki binaların sorgulanması istenirse Select By Location bölümünde kaynak katmanı mahalle, hedef katman da binalar seçilip geometrik ifadeler kısmından within (içerisinde) seçilebilmektedir. Böylece tamamen o mahallenin içinde bulunan binalar seçilebilmektedir.
Tematik Haritaların Oluşturulması
CBS ortamında işlenen yapı envanteri verileri, tematik haritalar oluşturmak için kullanılabilmektedir. Bunun için Symbology içindeki Categorized özelliğinden yararlanılmaktadır. Örneğin binaların kat adetlerine göre sınıflandırılarak haritalanması istendiğinde Categorized bölümünden “KAT_ADEDI” veri alanı seçilerek her bir değere istenen renkler atanabilmekte ya da rastgele renklendirme seçilebilmektedir. Böylece tüm binalar kat adetlerine göre farklı renklerde görüntülenebilmektedir. Binaları üç boyutlu ortamda görüntülemek ve kategorize etmek de mümkündür.