peyzaj planlamada coğraf b lg s stem aracı olarak

4. Coğrafi Bilgi Sistemleri Bilişim Günleri, 13 – 16 Eylül 2006 / Fatih Üniversitesi / İstanbul-Türkiye
4th GIS Days in Türkiye, September 13-16, 2006 / Fatih University / İstanbul-Türkiye
PEYZAJ PLANLAMADA COĞRAFİ BİLGİ SİSTEMİ ARACI OLARAK
KONUMSAL KARAR DESTEKLEME SİSTEMİNİN UYGULANMASI
Application of Spatial Decision Support System as a Tool of GIS in Landscape Planning
Birsen KESGİN1, Ebru ERSOY¹
ÖZET
Peyzaj Planlama; kaynakların yeterli ve etkin kullanımı sağlanarak farklı alternatifler arasında en uygun olana karar
verilmesi ve bu alternatiflerin uygulanması konusunu kapsamaktadır. Bu çalışmada böylesi bir planlamanın Konumsal
Karar Destekleme Sistemleri olarak adlandırılan ve bilgisayar ortamında ulaşılabilecek araçlardan yararlanılarak ne
şekilde gerçekleştirilebileceği ortaya konmuştur. Alan kullanım uygunluk haritaları, bu kararların alınmasında
başvurulabilecek çok elverişli araçlardır. Bunu sağlamak için uygulanan yöntemlerden biri de Multi Kriter Analizidir.
Bu yöntem; alan kullanım planlamasında başvurulan en uygun tekniklerin başında gelmektedir ve bu yöntemle seçilen
kriterler doğrultusunda alternatifler oranlanıp karşılaştırılmak suretiyle bilgilerin entegrasyonu sağlanmaktadır.
Günümüzde CBS, konumsal verilerin analizinde ve manipülasyonunda yeterli olsa da, birçok faktörün bir arada
bulunması durumunda en uygun alanların saptanmasında yeterli verim elde edilememektedir. Bu nedenle uygun
alanların belirlenmesi için, gerekli modellemelerin ve analizin yapılabileceği sistemler gereklidir. Bu çalışmada Karar
Destekleme Sisteminde, coğrafi bilgi sistemleri, uzaktan algılama teknolojileri ve multi kriter analizi kullanılarak,
günümüzde çok önemli bir yere sahip olan peyzaj planlama kapsamında farklı uygunluk haritalarının çıkarılması ile
mevcut durumun karşılaştırılması ve geleceğe yönelik planlama kararlarının alınması hedeflenmektedir.
Anahtar Kelimeler: Konumsal Karar Destekleme Sistemi, Peyzaj Planlama, Multi Kriter Analizi, Coğrafi Bilgi
Sistemi, Uzaktan Algılama Teknolojileri
ABSTRACT
Landscape Planning consists of making choices among the options that appear open for future, and then securing their implementation,
which depend on the allocation of the necessary resources. In this study a Spatial Decision Support System has an edge over the current
computer land use application in that it incorporates a greater level of analytical and modeling tools to assist the process of land use
planning. A set of land-use suitability maps would be very useful in this respect. Ideally, these maps should incorporate complex criteria
integrating several stakeholders’ points of view. Multi Criteria Decision Analysis methods are well suited for land planning purposes.
They can handle simultaneously qualitative and quantitative criteria. Criteria scores can be left in their own units, which is important
when they are related to diverse domains.
There are limited means for applying GIS in generating planning scenarios, in allocating land use and in evaluating development proposal.
A modern GIS, although capable of manipulating spatial data to facilitate the analysis, lacks the ability to locate an optimal site when
compactness and other factors are simultaneously considered. The resulting suitability scores are then used to prepare suitability maps for
each land use types. This presentation aim to discuss the system of site selection for landscape planning process, and to explain its working
and functions.
Keywords: Spatial Decision Support System, Landscape Planning, Multi-Criteria Analysis, Geographic Information System,
Remote Sensing Technology
1. GİRİŞ
Peyzaj planlama çalışmalarında, kaynakları kullanan insanlar ile kaynaklar arasındaki dengeyi ve düzeni
belirleyerek, bu çerçevede planlama için gerekli konumsal olan ve olmayan verilerin Coğrafi Bilgi
Sistemi’ne veri tabanı olarak girilmesi suretiyle sorgulanması ve güncelleştirilmesi ile en doğru ve en hızlı
karar verme yeteneğinin sağlanması mümkündür.
Peyzaj planlamada amaç çevre kaynaklarından optimum düzeyde yararlanılması (sürdürülebilir kalkınma)
ve insan yaşam kalitesinin arttırılmasıdır. Bu çalışmanın amacı peyzaj planlama sürecinde düşünülen
aktivitelere uygun alanların (rekreasyonel alanlar, endüstriyel alanlar, yerleşim alanları vb.) seçimi için
kullanılacak sistemlerden biri olan karar destekleme sistemini açıklamak, fonksiyonlarını ve nasıl
uygulandığını göstermektir. Karar destekleme sistemi, peyzaj planlamada düşünülen aktiviteler ile alan
uygunluğunun belirlenmesi için gerekli birçok kriterin bir arada değerlendirmesine olanak sağlayan multi
1
Ege Üniversitesi Peyzaj Mimarlığı Bölümü, İzmir, [email protected]
1
kriter değerlendirmenin yapıldığı bir sistemdir. Böylece farklı alternatifler arasında en uygun olana karar
verilip, bu alternatiflerin uygulanmasıyla kaynakların yeterli ve etkin kullanımının sağlanması
hedeflenmektedir. Gelişen teknoloji ile beraber peyzaj planlamada coğrafi bilgi sistemi aracı olarak
konumsal karar destekleme sisteminin çalışma prensipleri açıklanarak bu uygulamanın alan kullanım
kararlarının alınmasındaki etkinliği araştırmamızın temelini oluşturmaktadır.
2. PEYZAJ PLANLAMADA COĞRAFİ BİLGİ SİSTEMİ VE KARAR DESTEKLEME
SİSTEMİ
Peyzaj planlama, planlama alanında istenen ve mevcut aktivitelerin peyzaj ekolojik araştırma sonuçlarına
göre karşılıklı uygunlukları ve karşılıklı olumsuz etkilerinin saptanması, olumsuz etkilerin yok edilmesi ya
da azaltılmasına ilişkin seçenek ve önlemlerin araştırılarak, koruma ve geliştirme hedeflerinin
belirlenmesidir. Bunun yanı sıra peyzaj planlama kararları planlama alanında doğa ve peyzaj üzerine etkiler
oluşturabilecek idari prosedürler ve planlama ile birlikte, doğa koruma ve peyzaj yönetimi hedeflerinin
uygulanmasına hizmet etmektedir.
Peyzaj Planlamanın İçeriği;
1. Doğa ve peyzaj etkilerinin mevcut ve beklenen durumu, mevcut ve tahmini alan kullanımları,
2. Doğa koruma ve peyzaj yönetiminin ayrıntılı hedefleri ve kılavuzu (çevresel kalite amaçları),
3. Alan kullanım örtüşmelerinin değerlendirilmesi,
4. Olumsuz etkilerin nedenleri ve ölçümleri (koruma, minimize etme ya da iyileştirme) ile doğa ve peyzajın
korunması, bakımı ve geliştirilmesi.
Planlama alanından toplanan ekolojik verilerin karmaşık yapıda ve çok sayıda olması, planlama
çalışmalarında değerlendirmenin el ile (manuel) yapılabilme olasılığını azaltmıştır. Bu nedenle peyzaj
planlama çalışmalarında, coğrafi bilgi sistemi 1960’lı yıllarda kullanılmaya başlanmıştır. Sistem ile
gerçekleştirilen ilk çalışmalar, Bilgisayar İle Haritalama Teknikleri üzerinde yoğunlaşmıştır.
Bilgi teknolojisi; peyzaj planlama sürecinde envanter toplanması ve haritaların kullanımı, dağılımı ve
sağlanması, analizi ve modellemesi konusunda çok geniş olanaklar sunmaktadır. Fakat planlama senaryoları
oluşturulurken uygulanması sınırlıdır. Günümüzde CBS, konumsal verilerin analizinde ve
manipülasyonunda yeterli olsa da, diğer faktörler bir arada düşünüldüğünde ve bu faktörlerin karmaşık bir
yapıda olduğu durumlarda, optimal alanların saptanmasında yeterli verim elde edilememektedir. Bu
nedenle düşünülen aktivitelere uygun alanların belirlenmesi için, gerekli modellemelerin ve analizin
yapılabileceği sistemler gereklidir. Karar destekleme sistemi farklı veri setlerini değerlendirmeye, farklı
uygunluk kriterlerini bünyesinde barındırmaya, farklı kriter ağırlığı ve oran değerleriyle çalışma ve farklı
alan kullanım şekillerini birleştirmeye olanak sağlaması nedeniyle çok etkili bir sistemdir. Karar Destekleme
Sisteminde; Coğrafi Bilgi Sistemleri, Uzaktan algılama teknolojileri ve Multi Kriter Analizi kullanılarak
farklı uygunluk haritaları çıkarılır. Bu haritalar uygunluk haritaları olarak adlandırılır ve karar veren kişiler
planlama esnasında bu haritalardan yararlanabilirler.
3. KONUMSAL KARAR DESTEKLEME SİSTEMİ
Karar, farklı alternatifler arasında en uygun olanın seçilmesidir. Bu seçimi desteklemek için bilgisayarda bir
araç olarak karar destekleme sistemleri mevcuttur. Bu sistem, bilginin entegrasyonunu sağlamakta ve
seçilmiş olan kriterler doğrultusunda belirlenen alternatiflerin oranlanmasına altyapı oluşturmaktadır.
Alan kullanım dağılımına ilişkin seçimleri kolaylaştırmak için alana ait bilgilerin oranlanmasını sağlayan
Konumsal Karar Destekleme Sistemi, coğrafi bilgi sistemleri ve uzaktan algılama ile kombine edilerek
multi kriter değerlendirme yoluyla peyzaj planlama çalışmalarında en uygun alan kullanım tipinin haritalarla
ortaya konmasında kullanılmaktadır.
Karar destekleme sürecinde daha doğru, güvenilir ve daha belirgin bir sonuca ulaşabilmek için multi kriter
karar verme tekniklerinden faydalanılmıştır. Multi kriter karar problemlerini çözebilmek ve uygulayabilmek
için farklı yöntemler uygulanmaktadır.
Karar verecek olan uzmanlara çoklu kriterlerle alansal problemlerin çözümünde yardımcı olacak birçok
analitik teknik geliştirilmiştir. Coğrafi bilgi sistemi içinde yer alan bu araç ise konumsal karar destekleme
sistemidir. Fakat CBS yazılımları, karar verilebilmesi için envanter toplanması ve oluşturulmasında
2
4. Coğrafi Bilgi Sistemleri Bilişim Günleri, 13 – 16 Eylül 2006 / Fatih Üniversitesi / İstanbul-Türkiye
4th GIS Days in Türkiye, September 13-16, 2006 / Fatih University / İstanbul-Türkiye
kullanılmaktadır. Ayrıca karar verenler için teknoloji karmaşık, ulaşılmaz ve yabancı gelmektedir. Bu
nedenle Konumsal Karar Destekleme Sisteminin Coğrafi Bilgi Sistemleri içindeki uygulanabilirliği kısıtlıdır.
(cf. Openshaw, 1991; Worral, 1991). Buna bağlı olarak da, IDRISI ortamına karar destekleme modülünde
multi objektif alan değerlendirmesi ve multikriter değerlendirme dâhil edilmiştir. (Eastman et al., 1993;
Eastman, 1997).
4. MULTİ KRİTER DEĞERLENDİRME TEKNİĞİ
1970’ li yılların başında geleneksel neoklasik çevre ekonomisi eleştirilerinden dolayı Multi Kriter
Değerlendirme tekniği ortaya çıkmıştır. Multi Kriter Değerlendirme ( ve diğer çok yönlü kararlar ve
değerlendirme modelleri) seçenekler ve farklı çevresel ve sosyo-ekonomik etkileri barındıran alternatifler
arasındaki karmaşıklığın analiz edilmesinde önemli bir araçtır.
CBS ile Multi Kriter Değerlendirme tekniklerinin birleştirilmesi, çoklu ve karmaşık yapıya sahip kriter ve
nesnelerin çeşitli alternatiflerinin değerlendirilmesinde kullanıcıya kolaylık sağlamaktadır. Kriterlerin bir
araya getirilmesi bir karar ilkesidir, ilkeler ise belirgin objektifler çerçevesinde yapılandırılır. CBS’ de karar
ilkelerinin uygulamasından elde edilen sonuç Boolean haritaları veya indeks haritaları’dır.
Limitler
Faktörler
Uygunluk değerlendirmesi
değerlendirmesi
Pairwase karşılaştırması
Kararın
değerlendirilmesi
MCA
Karar Matriksi
Sj= Σ WiXi π Ck
Alan Kullanımı
Uygunluk Haritası
Multi Kriter Değerlendirme;
alan kullanım planlamasında
başvurulan en uygun tekniklerin
başında gelmektedir. Bu sistem,
seçilen kriterler (faktörler ve
limitler)
doğrultusunda
alternatiflerin
oranlanıp
karşılaştırılması
suretiyle
bilgilerin
entegrasyonunu
sağlamaktadır. Bu ise, mekâna
ve özniteliğe ilişkin pek çok
kriterin aynı anda analize
gireceği çok sayıda değişkenin
koordineli bir şekilde ortak
yönetilmesi
anlamına
gelmektedir.
Şekil 1: Multi Kriter Analiz Aşamaları
Figure 1: Processes of Multi Criteria Analysis
Değerlendirme Aşamaları;
•
•
•
Gerekli katmanların belirlenmesi,
Uygun ve uygun olmayan alanları belirtecek şekilde sınıflandırma yapılması,
Harita katmanlarında ağırlık analizi uygulanmasından oluşmaktadır.
4.1. Limit ve Faktörlerin Belirlenmesi
Limitler ve Faktörler; spesifik alternatiflerin uygunluğunu azaltan veya arttıran kriterlerdir. Bu kriterler
hedeflenen aktivitelere bağlı olarak belirlenmektedir. Limitler, düşünülen alternatiflerin sınırlarını
göstermektedir ve uygun olan ya da olmayan alanlar olarak kesin sonuçları belirtmektedir. Limitler,
Boolean haritası olarak ifade edilir ve uygun alanlar için 0, uygun olmayan alanlar için 1 değerini
almaktadır. Limitler hedeflenen aktiviteye bağlı olarak değişim göstermekle beraber, yerleşim alanlarının
sınırları, doğa koruma alanları, çok dik eğime sahip alanlar vb. olabilmektedir. Faktörler ise planlama
kararlarının değerine göre uygunluğu etkileyen kriterlerdir. Her bir kritere önem derecesine göre farklı
değerler verilerek farklı faktörler ortaya konulmaktadır.
3
Yerleşim
Doğa Koruma Alanı
Toplam Alan
Şekil 2: Boolean Haritaları; 0 Endüstriyel Yapılanmalar İçin Uygun Alanlar, 1 Endüstriyel Yapılanmalar Uygun
Olmayan Alanları Göstermektedir. (Kesgin B., 2005)
Figure 2: Boolean Maps; 0 Suitable Areas for Industrial Development, 1Unsuitable Areas for Industrial Development (Kesgin B.,
2005)
Fuzzy Yaklaşımı, faktörlerin standartlaştırılmasını sağlayan fonksiyonlardır. Kriterler en uygun alan
(değer 0)-uygun olmayan alan (değer 1) olarak devam eden değerler alır. Harita üzerindeki en parlak alanlar
genellikle istenilen aktivite için en uygun alanları göstermektedir.
Faktörlerin standartlaştırılmasında Sigmoidal, J-Shaped, Linear, User-defined olmak üzere 4 tip Fuzzy
fonksiyonu uygulanmaktadır. Bu fonksiyonlar¸alternatiflerin matematiksel olarak karşılaştırılmasını
sağlamak için kullanılmaktadır. Bu değerler verilerek oluşturulan fonksiyonlar sonucunda ortaya çıkan
haritalar faktörlerin istenilen aktiviteye uygunluğunu mesafe bazında gösteren haritalarıdır (distance maps).
Şekil 3: Yol Uzaklık
Haritası ve Fuzzy
Fonksiyon Haritası
Figure 3: Distance Map
From Road and Fuzzy
Function Map
Şekil 4: Kuru Dere
Yatakları Uzaklık Haritası
ve Fuzzy Fonksiyon
Haritası
Figure 4: Distance Map
From Dry Streams and Fuzzy
Function Map
4
4. Coğrafi Bilgi Sistemleri Bilişim Günleri, 13 – 16 Eylül 2006 / Fatih Üniversitesi / İstanbul-Türkiye
4th GIS Days in Türkiye, September 13-16, 2006 / Fatih University / İstanbul-Türkiye
Şekil 5: Eğim Uzaklık Haritası
ve Fuzzy Fonksiyon Haritası
Figure 5: Distance Map From
Slope and Fuzzy Function Map
4.2. Faktörlerin Ağırlık Değerlerinin Verilmesi
Konumsal Karar Destekleme Sisteminde her bir kriter bir harita katmanını gösterir. Uygunluk haritalarının
çıkarılması için farklı katmaların kombinasyonu alınır. (Jankowski, 1995).Faktör ve Limitler IDRISI
ortamında farklı birleştirme teknikleri (karar ilkeleri) ile Multi Kriter Değerlendirme Modülü ile kombine
edilir.
Sj= Σ WiXi π Ck
S= Faktörlerin uygunluğunu gösteren pixel değeri
W= Faktörlerin ağırlık değerleri
C= Limit değerleri
Faktörler ve sınırlamalar belirlendikten sonra uygunluğu saptamak için gerekli faktörler ve bu faktörlerin
alan kullanımına göre ağırlık değerleri verilir. Her bir faktör için bir oran belirlenir. Ağırlık modülü
ağırlıkları toplar ve her bir alan ünitesi için oranlama yapar. Ağırlıkların geliştirilmesi için birçok teknik
mevcuttur, bunlardan en önemlilerinden biri olan Saaty (1977) tarafından geliştirilen pairwase
karşılaştırmasıdır.
4.2.1. Pairwase Karşılaştırma Modeli
Bu yöntemle karar veren kişi, kriterleri ikili olarak önem durumuna göre karşılaştırmaktadır. Çıkan sonuca
göre kriterler arasındaki öncelik aşağıdaki alternatiflere göre hesaplanır.
C
T
L
Sütun
C T L
1 ½ ¼
2 1 ½
4 2 1
7 3.5 1.75
Herbir değer sütundaki toplam değere bölünür.
C
T
L
C
1/7
2/7
4/7
T
1/7
2/7
4/7
L
1/7
2/7
4/7
Kriterlerin satırlardaki öncelik değerleri toplanarak ortalama değerleri alınır. (Bu değerler IDRISI ağırlık
modülünde aktarılarak faktörlerin ağırlık değerlerini ifadesi olan eigenvector otomatik olarak hesaplanır.)
C’nin önceliği = (1/7+ 1/7+1/7)/3= 1/7= 0.14
T’nin önceliği =(2/7+2/7+2/7)/3= 2/7= 0.29
Eigenvektör
L’nin önceliği = (4/7+ 4/7+4/7)/3= 4/7= 0.57
5
Bu örnekteki oranlarda gördüğümüz gibi C=1/2 T
arasında tutarlı olduğunu göstermektedir. .
Tablo 1: IDRISI Ortamında Multi Kriter
Değerlendirme Modülü.
Table 1: Multi Criteria Evaluation Module in IDRISI
C=1/4 L T=1/2 L dır. Bu da bize matrixin kendi
Şekil 6: Endüstriyel Yapılanma İçin Alan Uygunluk
Haritası (Kesgin B., 2005).
Figure 6: Map of Land Use Suitability for Industrial
Development(Kesgin B., 2005).
Faktörler ve limitlerin IDRISI ortamında Multi Kriter değerlendirilme modülünde önem derecelerine göre
ağırlıkları verilerek elde edilen endüstriyel yapılanmalar için uygunluk haritası (Şekil 6).
5. SONUÇ
Konumsal Karar Destekleme Sistemi, alan kullanım uygulamalarında diğer yöntemlere oranla üstünlük
sağlamaktadır. Bu sistem, alan kullanım kararlarının verilmesine yardımcı olan analitik ve modelleme
araçlarını bünyesinde barındırması nedeniyle peyzaj planlama açısından büyük önem taşımaktadır.
Ayrıca Konumsal Karar Destekleme Sistemi, belirlenen aktiviteler doğrultusunda alan kullanımının
tespitinde ortaya çıkan problemlerde, farklı çözümler getirilerek, karmaşıklığın ve çelişkilerin çözülmesine
ilişkin yapılandırılmış ve belgelendirilmiş bilgileri içerir.
Ülkemizde planlama kararları alınırken, kararlar üzerinde etkili olabilecek bir çok faktör göz ardı
edilmektedir. Ayrıca planlama sürecinde gerekli olan verilere ulaşılamaması ve çok sayıda kriterin birarada
değerlendirilmesine ihtiyaç duyulması yanlış alan kullanım kararlarının alınmasına neden olmaktadır. Bunun
sonucunda da yanlış planlama kararları alınarak, doğal, kültürel ve ekonomik kaynaklar geri dönüşümü
olmaksızın tüketilmektedir. Oysa Peyzaj planlamada amaç, çevre kaynaklarından optimum düzeyde
yararlanılması (sürdürülebilir kalkınma) ve insan yaşam kalitesinin arttırılmasıdır. planlama kararlarının
alınmasında izlenecek yol ve kullanılacak yöntemler planın uygulanabilirliği ve doğruluğu açısından çok
önemlidir. Bu bağlamda, peyzaj planlama çalışmalarında Karar Destekleme Sistemi alan uygunluğunun
saptanmasında, alan uygunluk haritalarının çıkarılmasında ve uygulamaya aktarılmasında verimli sonuçların
elde edilebileceği bir sistemdir.
KAYNAKLAR
Carver, S.J., 1991. “Integrating Multi-Criteria Evaluation with Geographical Information Systems”. Int. J.
Geographical Information Systems, 5: 321–339.
Eastman, J.R., 1999, “Multi-Criteria Evaluation and GIS, Longley, Goodchild, Maguire and Rhind”, Eds.
Geographical Information systems: Principles and Technical Issues, Vol. 1, pp 493 -502
Eastman, J.R., W. Jin, P.A.K. Kyem, and J.Toledano, “Raster Procedures for Multicriteria/Multi-objective Decisions”,
Photogram.Eng. Remote Sens., 61(5 , 539-547, 1995)
Feoli E.,Multi-Criteria Analysis, Department of Biology, University of Trieste, 34100, Italy
Fisher, P.F.,1994. Probable and Fuzzy Models of the Viewshed Operation Innovations in GIS 1, pp. 161–
175
Fischer, G., M. Markowski, and J. Antione,Multiple Criteria Land Use Analysis. WorkingPaper WP-96-006,
International Institute for Applied Systems Analysis, Laxenburg, Austria, 1996.
Fisher, P.F. 1999. GY 705 Geographical Decision Making. University of Leicester, Lecture notes and practical
tutorials
6
4. Coğrafi Bilgi Sistemleri Bilişim Günleri, 13 – 16 Eylül 2006 / Fatih Üniversitesi / İstanbul-Türkiye
4th GIS Days in Türkiye, September 13-16, 2006 / Fatih University / İstanbul-Türkiye
Jones, C. 1997. Geographical Information Systems and Computer Cartography, pp. 215 – 230
Malczewski, J. 1999. GIS and Multicriteria Decision Analysis.
Malczewski, J. 1998. “Spatial Multi-Criteria Decision Analysis” in Thill, J-C (Ed. Spatial Multi-Criteria DecisionMaking and Analysis: A Geographic InformationSciences Approach. Brookfield, Ashgate: pp 11–48.
Moloney, T., Lea A.C. and Kowalchek, C. 1993 . “Manufacturing and Packaged Goods in Profiting from a
Geographical Information System”, GIS World Books Inc, Fort Collins.
Nurlu E., 2002. Peyzaj Planlama Ders Notları. Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi Peyzaj Mimarlığı Bölümü,
Bornova-İzmir
Peterson, K. 1998. Development of Spatial Decision Support Systems for Residential
Real Estate. Journal of Housing Research 9, 1 : Fannie Mae Foundation.
Saaty, T. L ,1980. The Analytic Hierarchy Process. NY, McGraw Hill.
Scholten, H. J., and Stillwell, J. C. H., editors, 1990. Geographical Information Systems for Urban and
Regional Planning. Dordrecht: Kluwer Academic Publishers.
http://www.husdal.com/mscgis/gdm.htm
7