AFET BİLGİ SİSTEMLERİ VE HABERLEŞME

NATO tarafından yapılan sınıflandırma temel alınarak hazırlanmış İnsansız Hava Aracı (İHA) şöyledir;

Bu sınıflandırmaya göre 1 saatten az havada kalan hava araçları “mikro hava aracı”, 1-2 saat arası havada kalan hava araçları “mini hava aracı” olarak değerlendirilmektedir.Midi hava araçları 3-6 saat arası havada kalabilmektedir. Sabit kanat İHA’lar, hızlı ve düz uçabilen, geniş manevralarla dönüşler yapabilen, irtifa azaltma-artırma sırasında yatayda da ilerlemesi gereken (dikey iniş kalkış yapamayan) hava araçlarıdır. Döner Kanat Hava Araçları: Bu kategoride 4 motorlu (Quadkopter), 6 motorlu (Hexakopter), 8 motorlu (Oktokopter) ve tek motorlu (Helikopter) hava araçları vardır. Havada kalabilmesi için motorların sürekli çalışması gerekmektedir. Belirli bir noktada havada asılı kalabilmektedirler Doğru cevap B seçeneğidir.

Piksel (hücre): Görüntünün en küçük birimidirAktif algılayıcılara örnek olarak “yapay açıklıklı radar (SAR)” ve “Lazer ile görüntü algılama ve mesafelendirme (LİDAR)” verilebilir. EMR enerjinin (ışık, radyo dalgaları, ısı, ultraviyole ışınları ve X-ışınları) uzayda bir objeden diğer bir objeye transferini tanımlar.Doğru cevap C seçeneğidir.

COPERNICUS programı kapsamında 6 ana tematik alan vardır: Arazi kullanımı/örtüsü, deniz/okyanus, atmosfer, afet ve acil durum yönetimi, güvenlik ve iklim değişimi. Bu program, özellikle uydu iletişimi ve uydu seyrüsefer çözümlerinin uzay temelli gözlem sistemleriyle ve her türlü olağanüstü durumun yönetimi ve önlenmesi gibi uzay temelli olmayan sistemlerle bütünleştirilmesini sağlamaya çalışmaktadır. Doğru cevap E seçeneğidir.

Yapay açıklıklı radar verilerini analiz etme tekniklerinden bazıları şunlardır: Koherans, yansıtılan yoğunluk değişim analizi, interferometri, diferansiyel interferometri, polarimetri. Bu teknikler oldukça büyük bilgi birikimi gerektiren, öğrenmesi uzun süreler alan, yazılım kullanmayı ve verilere hâkim olmayı gerektiren tekniklerdir.Dokusal sınıflama ,optik görüntü işleme ve kıymetlendirme tekniklerindendir. Bu nedenle cevap D seçeneğidir.

 Sayısal Yükseklik Modeli (SYM) Analizleri; SYM üretimi ve kullanımı uzaktan algılamada önemli bir konudur. SYM kullanarak birçok önemli analiz yapılabilir. Özellikle geometrik kalibrasyon işlemleri için gereklidir. Nesne Sezme Analizi Görüntü üzerinde tanımlı bazı kurallar konarak yol, bina, çadır gibi nesneler otomatik olarak belirlenebilir.Kite kaynak yönetimi  genel olarak bir masaüstü bilgisayarında yüklü görüntü işleme yazılımlarıyla yapılabilen ve bu konularda yetişmiş personel mevcudiyetini gerektiren yöntemlerdir. Afet yönetimi kapsamında uzaktan algılanan verilerin kıymetlendirilmesinde sınıflandırma analizleri önemli bir yer tutar. Doğru cevap A seçeneğidir.

Kitle Kaynak yönetimi uygulamaları, webtabanlı platformlardır. Afet sonrası temin edilen görüntüler üzerinden otomatik görüntü işleme algoritmalarının sonuç üretemediği veya üretilen sonuçların doğrulanması için görsel doğrulamayla (manuel) değerlendirme yapılması gereken durumlar meydana gelebilir. Son yıllarda, bu gibi durumlar için çözüm olarak, kitle kaynak olarak adlandırılan, ilgili konuda uzman olan veya olmayan gönüllülerden oluşturulan kitleden yararlanılmaktadır. Bu amaçla daha önceden kullanıcı kitlesi oluşturulmuş web tabanlı platformlar üzerinden, görüntüler küçük parçalara ayrılarak binlerce kullanıcıya gönderilir. Kullanıcılar görüntüler üzerinde işaretlemeler yaparak kendilerine gönderilen görevleri yerine getirirler. Söz konusu görevler, hasar analizi, arama kurtarma faaliyeti, kapalı yolları bulma, envanter tespiti vb. gibi olabilmektedir. D seçeneği bunların arasında yoktur.Cevap D dir.

Uzaktan algılama teknolojisiyle, heyelan olaylarının analizi için üretilmesi olası ürünler aşağıda maddeler halinde sıralanmıştır: • Uydu ve hava platformu görüntüleriyle, mevcut heyelanlı bölgelerin envanterinin çıkarılması, haritalanması, (Şekil 3.19) • Heyelan riski olan yerlerin bölgesel olarak kapladığı alanın tespit edilmesi, • Çok yüksek çözünürlüklü optik verileri kullanılarak heyelandan etkilenen bina stoğu ve kritik altyapıların belirlenmesi, • Zemin hareketliliğinin gelişiminin anlaşılması amaçlı en az aylık bazda SAR görüntülerinin yapay açıklıklı radar verilerine özgü yöntemlerle yorumlanması ve analiz edilmesi, hareket miktarı – zaman grafiklerinin çıkarılması, • Çok yüksek çözünürlüklü sayısal yükseklik modelleriyle desteklenen uydu görüntüleri yardımıyla üç boyutlu olarak yüzey morfolojisinin analiz edilmesi, • Heyelan envanterinin dağılımı, türü, örüntüsü, tekrarı ve istatistiklerinin araştırılması, • Görsel ve yarı otomatik sınıflandırma ve yorumlama yöntemleriyle tek ve/ya çok yönlü multi ve/ya hiperspektral optik görüntülerle analiz edilmesi.

Görsel ve yarı otomatik sınıflandırma ve yorumlama yöntemleriyle çok bantlı optik görüntülerin analiz edilmesi uydu gözlem teknolojileri grubuna girdiğinden cevap B seçeneğidir.

Afet yönetiminde uzaktan algılama konusunda ürünler oluşturabilme için ihtiyaç duyulan en önemli yetenekler üç ana grupta toplanabilir: • Veri temini konusunda uzmanlaşmak (afetin türüne, gerçekleştiği konuma, meteorolojik koşullara bağlı olarak hangi algılayıcıya sahip platformdan, ne kadar alanı kapsayacak şekilde ve ne tür veri temin edilebileceğini saptama), • Görüntü işleme ve analizi konusunda, algoritma, yazılım – donanım kullanımı ve tercih edilebilecek pratik yaklaşımlara hâkim olmak, • Sonuç ürününü oluşturmak, raporlamak ve sunmak. Buna göre doğru cevap B seçeneğidir.

Uzaktan algılama sistemleriyle görüntü temin etmenin, elde edilen verileri analiz etmenin ve anlamlı sonuçlara dönüştürmenin bazı temel adımları vardır (Şekil 3.1). Bunlar; • Uzaktan algılamanın en temel elemanı enerji kaynağıdır, algılayıcılara gönderilmek üzere elektromanyetik enerji gerekir. Bu enerji, ya güneş tarafından sağlanır ya da algılayıcı kendi enerjisini üretir. Kaynaktan çıkan enerji, öncelikle hakkında bilgi toplanması planlanan yere ulaşır ve geri yansıyarak algılayıcılara ulaşır. Bu esnada atmosferle devamlı etkileşim içindedir. • Elektromanyetik enerjinin yeryüzündeki nesnelerle girdiği etkileşim ve geri yansıması sonucu elde edilen bilgiler bize nesnelerin yapısı hakkında bilgi sağlar. Algılayıcılar, geri yansıyan bu elektromanyetik enerjiyi toplayıp kaydederler. Kaydedilen veriler, bir yer istasyonunda sayısal olarak işlenir ve görüntüye dönüştürülür. Elde edilen görüntüler, belirli amaçlar doğrultusunda (örneğin afet analizleri) bilgi elde etmek için bilgisayar destekli görüntü işleme ve kıymetlendirme yazılımlarıyla analiz edilir ve yorumlanır. Analizler ve yorumlamalar kullanılarak yeni bilgiler üretilmiş ve/veya bir sorun/problem (su baskınının etkilediği alanların tespiti gibi) çözüme kavuşturulmuş olur.

Elektromanyetik enerjinin yeryüzündeki nesnelerle girdiği etkileşim ve geri yansıması sonucu elde edilen bilgiler bize nesnelerin yapısı hakkında bilgi sağlar. Algılayıcılar, geri yansıyan bu elektromanyetik enerjiyi toplayıp kaydederler.

Uydu ve hava fotoğrafları, sel, heyelan, volkanik faaliyetler, çığ ve fırtınalar gibi çeşitli doğa olaylarının, zaman içindeki gelişim evrelerinin takibi açısından da etkili olarak kullanılmaktadırlar. Uydular aracılığıyla, bir fırtınanın ne zaman hangi bölgeleri etkileyeceğinin tahmini, bir volkanik faaliyetin ve lav akışının etkisinin izlenmesi, orman yangınlarının ne tarafa yayılacağının tespiti, bir sel olayının hangi bölgeleri etkilediği ve günler içinde gelişimi gibi konular açıklığa kavuşturulmakta, dolayısıyla afetlere karşı erken uyarı sistemleri geliştirilmekte, önlem ve kurtarma çalışmaları bunlara göre yapılabilmektedir. Uydu görüntüsü ve hava fotoğrafları çok yönlü bilimsel araştırmalar için kullanılabilmektedir. İncelenen alanının topoğrafya haritası, üç boyutlu arazi modeli, jeolojik haritası, arazi kullanım haritaları, doğal afet tehlike haritaları, orman – bitki örtüsü, madenler, su kaynakları, atmosfer ve sudaki çeşitli kirleticilerin tespiti, yerleşim alanlarının güncel durumları, sanayi, ticaret, ikamet alanlarının ve ulaşım sistemlerinin tespiti ve gözlenmesi ve tüm bu özelliklerin haritalanması uzaktan algılama yöntemi ile elde edilen veriler ile mümkün olmaktadır.

Uydu ve hava araçlarından alınacak görüntülerin birbirlerine göre avantajlı olduğu durumlar vardır. Uydular sayesinde, değişik spektrumlar (elektromanyetik ışınımın dalga boyuna göre dağılımı) kullanılarak geniş alanların görüntüleri alınabilir. Bunun için uydunun afet bölgesini gören bir noktada olması gerekir. Fakat uydunun afet bölgesini görebilecek konuma gelmesi, afet anında veya afetin hemen sonrasında mümkün olmayabilir ve uygun konuma gelmesi bazen günlerce sürebilir. Uyduların dünyanın herhangi bir noktasından yeniden görüntü alabilme süresine zamansal çözünürlük ya da yeniden ziyaret süresi denir (Örneğin, Sentinel 1 ve 2 uyduları Türkiye’de herhangi bir yeri 5-6 günde bir görüntüleyebilir). Bu gecikme, bazen afet esnasında veya afetin hemen sonrasında yapılacak çalışmalar ve afet sonrası acil müdahale çalışmaları için bir dezavantaj oluşturur. Bu gibi durumlarda “Hava Araçları” boşluğu doldurarak anlık ve kısmen daha dar alanların görüntülerini elde edebilir. Bu görüntüler uydularla aynı perspektiften çekilebileceği gibi ek perspektifler de sağlanabilir (örneğin uydular genellikle tam kuşbakışı görüntü alırken hava platformları eğik açıyla yapılardaki yıkım ve hasarı görüntüleyebilir). Uydunun avantajı daha geniş alanların görüntüsünü sağlayabilmesidir. Fakat uydu görüntülerinin çözünürlüğü, genellikle hava araçlarıyla alçak irtifadan alınan görüntülere göre daha düşük olmaktadır.

Mikro hava aracının operasyon irtifası 150 m, gidebileceği mesafe < 5 km, havada kalma süresi ise  1 saatten azdır.

Mini hava aracının operasyon irtifası 500 m, gidebileceği mesafe  < 25 km, havada kalma süresi ise  2 saatten azdır.

Midi hava aracı operasyon irtifası 1500 m, gidebileceği mesafe  < 50 km, havada kalma süresi ise  3-6 saattir.

Taktik hava aracı operasyon irtifası 3000 m, gidebileceği mesafe  < 200 km, havada kalma süresi ise  6-10 saattir.

Balon operasyon irtifası 1500 m, gidebileceği mesafe  < 25 km, havada kalma süresi ise  10  saatten azdır.

Sabit Kanat Hava Araçları: Sabit kanat İHA’lar, hızlı ve düz uçabilen, geniş manevralarla dönüşler yapabilen, irtifa azaltma-artırma sırasında yatayda da ilerlemesi gereken (dikey iniş kalkış yapamayan) hava araçlarıdır. Kanatların kaldırma kuvveti sayesinde havada kaldığı için yakıt tüketimi az olan ve yaklaşık 1 saat havada kalabilen İHA’lardır. Döner Kanat Hava Araçları: Bu kategoride 4 motorlu (Quadkopter), 6 motorlu (Hexakopter), 8 motorlu (Oktokopter) ve tek motorlu (Helikopter) hava araçları vardır. Havada kalabilmesi için motorların sürekli çalışması gerekmektedir. Belirli bir noktada havada asılı kalabilmektedirler. “Quadkopter” ve “Oktokopter” (dört-sekiz döner kanatlı İHA’lar) gibi kısa sürede enerjisi tükenen hava araçları mikro hava aracı sınıfına girmektedir. Bunların güç tüketimi fazladır. Buna karşın havada asılı kalma ve sabitlenerek istenilen noktadan/açıdan kaliteli görüntü alma özellikleri önemli bir avantajıdır. Mikro İHA’ların diğer önemli bir yeteneği yükselip alçalırken yatayda hiç hareket etmek zorunda olmamasıdır. Mini İHA’lar genelde sabit kanat uçaklardır. Bunların güç tüketimi döner kanatlı mikro İHA’lara nazaran az olduğu için havada 1 saatten fazla kalabilmektedir. Bir doğru boyunca eylemsizlik prensibine uygun olarak ilerlerler, geniş daireler çizerek dönebilirler. Bunları hareketsiz bir noktada bekleterek fotoğraf çekmek mümkün değildir. Yükselip alçalabilmeleri için eğimli uçarak yatayda da ilerlemek zorundadırlar. Mikro ve mini hava araçları, düşük maliyetli olması ve uçuş öncesi hazırlık süresinin 10 dakikadan az olması gibi özelliklerinden dolayı sivil alanda yaygın olarak kullanılmaktadır.

Hiperspektral algılayıcı sadece kuraklık ve erozyon da kullanılmaktadır.

Radar algılayıcılar fırtınada, hortumda ve orman yangınlarında kullanılmaz. Diğer afet türlerinde ise kullanılabilmektedir.

Elektromanyetik spektrum (tayf): Elektromanyetik ışıma, elektromanyetik enerjinin bir kaynaktan dalgalar olarak gelmesi olarak tanımlanabilir.

Spektrum: Tayf. Renklerin, seslerin, mikrodalgaların ve radyo dalgalarının, belli bir değer kümesi ile sınırlanmadan birbiri ardına süreklilik içinde değişmesi durumudur.

Dalga boyu: Bir dalga örüntüsünün tekrarlanan birimleri arasındaki mesafedir.

Piksel (hücre): Görüntünün en küçük birimidir. Dijital görüntüler yana yana gelen kare şeklinde pikseller topluluğundan oluşmaktadır. Aynı alanı kapsayan iki uydu görüntüsünden birinde, daha çok piksel varsa o görüntünün çözünürlüğü, netliği daha yüksektir.

Sentetik (yapay) açıklıklı radar (SAR), askeri ve sivil uygulamaları olan, gün ışığından bağımsız, hava koşullarından az etkilenen bir algılayıcıdır. Hareketli bir platform (uydu, uçak ya da İHA) üzerine yerleştirilen SAR algılayıcısı, mikrodalga sinyaller yayar ve geri yansımayı toplar. SAR görüntülemede, yansıyan sinyalden hedefin görüntüsü oluşturulur. SAR görüntülerinin kullanıldığı ya da faydalanıldığı afet türleri; • Deprem ve tsunami, • Sel baskını, bölgesel deformasyon (yeryüzünde meydana gelen yer değişimi, yükselme, alçalma, çökme, şişme; örneğin obruk ya da tasman oluşumları) olayları ve yavaş gelişen heyelan olayları, • Endüstriyel kazalar. Petrol sızıntıları çevreye ciddi şekilde zarar verebilecek kazalardandır. SAR görüntüleri ile petrol sızıntılarını ayırt etmekte iyi sonuçlar alındığı görülmüştür. Bu teknolojinin bu tür afetlerde kullanılmasının başlıca sebebi değişiklik tespiti ve analizini kolaylaştırmasıdır. Afet öncesi ve sonrası SAR görüntüleri karşılaştırıldığında yıkılan veya zarar gören yapılardaki farklılıklar kolaylıkla tespit edilebilmektedir. Ayrıca, deprem tahmini çalışmalarında SAR görüntüleri yerkabuğundaki deformasyonların incelenmesinde kullanılmaktadır. SAR verileri kullanılarak yüzeyin yükseklik haritası çıkarılabilir. Bu teknik kullanılarak yüzeyde meydana gelen değişimler santimetre mertebesinde ölçülebilmektedir. Depremler nedeniyle oluşan yer deformasyonlarının haritalanmasında en iyi yöntemlerden birisi olarak değerlendirilebilir. Aynı zamanda afet öncesi ve sonrası ya da sürecin herhangi bir aşamasında oluşan deformasyonun faz farklarını hesaplamada da kullanılmaktadır.