Kent analizinde açık uydu verisi: Sentinel ve Landsat ile neler izlenebilir

Copernicus programının Sentinel uydularına ait veriler ücretsiz ve açık erişim ilkesiyle dağıtılır. Programın güncel erişim platformu olan Copernicus Data Space Ecosystem, Sentinel görevlerinin veri ve hizmetlerine ücretsiz erişim sağladığını ve ücretsiz ve açık veri politikasını programın temel taşı olarak tanımladığını belirtir. Kurumlar, araştırmacılar, özel sektör ve bireyler aynı veriye erişebilir.

Landsat verileri ABD Jeoloji Araştırmaları Kurumu (USGS) tarafından dağıtılır. USGS, Landsat 9 verisinin ve ürünlerinin ücretsiz olarak indirilebildiğini belirtir; ayrıca Landsat verisini kamu malı niteliğinde resmî kayıt saydığını, kullanım için izin gerekmediğini ve yalnızca kaynak olarak USGS'nin belirtilmesini istediğini açıklar.

Bu programların kurumlar için önemli bir yönü arşiv derinliğidir. Sentinel-1A 2014'te, Sentinel-2A ise 2015'te fırlatılmıştır; bu nedenle Sentinel arşivi on yılı aşan bir dönemi kapsar. Landsat arşivi daha eskiye uzanır: USGS'nin yüzey sıcaklığı ürünü, Landsat 4 için 1982 yılından başlayan görüntüleri içerir. Böylece bir belediye, bugünkü durumu geçmiş yılların görüntüleriyle aynı veri kaynağı üzerinden karşılaştırabilir ve uzun dönemli değişimi belgeleyebilir.

Bir uydunun kent analizine uygunluğu, en küçük ayırt edilebilir alanı belirleyen çözünürlüğüne ve aynı yeri ne sıklıkla görüntülediğine bağlıdır. Üç temel veri kaynağının resmî görev sayfalarındaki değerler şöyledir:

Yapılaşma değişimi: Farklı yıllara ait görüntülerin karşılaştırılması, tarım arazisinin, boş alanların ve kent çeperinin yapılaşmaya açılmasını gösterir. 10 ve 30 metrelik pikseller yeni bir mahalle ya da sanayi alanı gibi büyük değişimleri izlemeye uygundur; tekil bir yapının eklenmesi ise bu ölçekte çoğu zaman ayırt edilemez.

Yeşil alan: Normalleştirilmiş Fark Bitki İndeksi (NDVI), yakın kızılötesi ve kırmızı bant değerlerinin oranıyla hesaplanır ve -1 ile 1 arasında değer alır. USGS, indeksin bitki örtüsünün yoğunluğunu ve bitki sağlığındaki değişimi ölçmekte kullanıldığını belirtir. Park, koru ve tarım alanlarındaki kayıp ya da artış bu indeksle mahalle ölçeğinde izlenebilir.

Yüzey sıcaklığı ve kentsel ısı adası: Landsat Collection 2 yüzey sıcaklığı ürünü, yer yüzeyinin sıcaklığını Kelvin cinsinden verir. USGS bu ürünün kullanım alanları arasında aşırı sıcak ve kentsel ısı adası analizlerini sayar. Ürün Landsat 8 için 2013'ten, Landsat 9 için 2022'den bu yana kesintisiz üretilmektedir. Ölçülen değer hava sıcaklığından farklı olarak yüzeyin sıcaklığıdır; çatı, asfalt ve yeşil alan arasındaki farkı gösterir.

Su yüzeyleri ve taşkın: Radar görüntüsü bulut altında da alınabildiğinden taşkın sonrası su basan alanların belirlenmesinde kullanılır. Birleşmiş Milletler UN-SPIDER programı, SAR görüntülerinin taşkın alanı haritalamasında hızlı işlenebildiğini ve yardım kuruluşlarına neredeyse gerçek zamanlı bilgi sağladığını belirtir.

Yanmış alanlar: Normalleştirilmiş Yanma Oranı (NBR), yakın kızılötesi ve kısa dalga kızılötesi bantların oranıyla hesaplanır. USGS'ye göre bu oran yanmış alanları belirlemek ve yanma şiddetini ölçmek için kullanılır. Kent çeperindeki orman ve makilik alanlarda yangın sonrası etki alanının çıkarılması bu yöntemle yapılabilir.

Açık uydu verisi kent analizinde güçlü bir altlık olmakla birlikte sonuçların doğru yorumlanması için bazı sınırların bilinmesi gerekir. Bu sınırlar, verinin hangi kararlara tek başına dayanak olabileceğini ve hangilerinde ek veriye ihtiyaç duyulacağını belirler.

• Bulut örtüsü: Sentinel-2 ve Landsat optik algılayıcılardır ve bulutun altını göremez. USGS, yüzey sıcaklığı ürününde bulut ve bulut gölgesine bağlı bilinen bir hata bulunduğunu ve gece görüntülerinin bu ürüne işlenemediğini belirtir.
• Çözünürlük: 10 ve 30 metrelik pikseller tek tek yapıları, dar sokakları ve küçük parkları ayırt etmeye yetmez; termal veride piksel boyutu 100 metredir.
• Kentsel alanda radar: UN-SPIDER, kentsel alanlarda taşkın tespitinin güç olduğunu, yol ve kum gibi pürüzsüz yüzeylerin ve arazi gölgesinin yanlış sonuçlara yol açabildiğini belirtir.
• Zamanlama: Tekrar sıklığı nedeniyle bir olayın en yoğun anı görüntülenemeyebilir; görüntünün alındığı tarih her analizde kayda geçirilmelidir.
• Yer doğrulaması: Uydudan çıkarılan sonuç bir göstergedir; imar, ruhsat veya hasar gibi idari işlem doğuracak kararlarda saha kontrolü ve kurum kayıtlarıyla karşılaştırma gerekir.

Görüntünün kendisi ücretsiz olsa da veriyi işlemek, arşivlemek, yorumlamak ve saha doğrulamasını yapmak kurumun kendi kapasitesini gerektirir. Bu nedenle açık uydu verisinin kurumda düzenli kullanılabilmesi için öncelikle hangi soruların yanıtlanacağının, örneğin yeşil alan değişiminin mi yoksa kaçak yapılaşma eğiliminin mi izleneceğinin belirlenmesi gerekir. Analizin hangi aralıkla tekrarlanacağı da baştan belirlenmelidir. Yıllık yeşil alan karşılaştırması bulutsuz yaz görüntülerine dayanabilirken, taşkın sonrası hızlı değerlendirme için hava koşulundan bağımsız radar görüntüsüne ihtiyaç duyulur.

Uydu verisi, kurumun kendi kayıtlarıyla birlikte değerlendirildiğinde anlam kazanır. Park envanteri, imar planı, yapı ruhsatları ve afet kayıtları aynı harita üzerinde uydu sonuçlarıyla karşılaştırıldığında değişimin nerede ve hangi kayıtla çeliştiği görülebilir. Karar süreçlerinde kullanılacak her analizde kullanılan görüntünün tarihi, uydusu ve yöntemi kayıt altına alınmalı, Copernicus ve USGS verileri için kaynak gösterimi yapılmalıdır.