İçindekiler
Dergi Arşivi

CBS Tabanlı Bulanık Mantık Ve Ahp Yöntemleri Kullanılarak Çanakkale Sanayi İşletmelerinin Deprem Tehlike Analizinin Oluşturulması

Cihan YALÇIN / Jeoloji Yüksek Mühendisi (Bilim, Sanayi ve Teknoloji Bakanlığı Burdur İl Müdürlüğü)

 

1.Giriş

Bir ülke veya bölgenin gelişmişlik dinamiği olan sanayi kuruluşlarının tahribatı, bulunduğu yere sosyoekonomik açıdan zarar verebilmektedir (Efe ve Demirci 1999; Mitchell ve Özgüç 2000; Hacısalihoğlu 2001; Kotil vd., 2007). Bu sebeple bölgelerde faaliyet gösteren sanayi kuruluşlarının bölgenin jeolojik yapısıyla ilişkilendirilmesi büyük önem arz etmektedir (Yalçın, 2016).

Bir bölgenin deprem tehlikesi, hasar ve can kaybına neden olabilecek depremin yaklaşık yerinin, büyüklüğünün ve belli bir zaman süresi içerisinde olabileceğinin ortaya konulmasıdır (Wang, 2006). Depremlerin sık olarak meydana geldiği ülkelerde afet öncesi çalışmalara daha fazla öncelik verilmeye başlanmıştır. Bu çalışmaların önde geleni, incelenen bölgenin deprem tehlike durumunun risk içeren parametrelerle ortaya konulmasıdır (Ayday vd., 2015, Yalçın ve Sabah, 2016).

Gelişen teknoloji ve farklı disiplinler arası iş birliğin artması sonucunda bir bölgenin deprem tehlike durumunun kısa sürede ortaya konulması afet öncesi çalışmalar için büyük önem taşımaktadır (Ayday vd., 2014, Yalçın ve Sabah, 2017). Bu çalışmalar, deprem tehlike durumuna sebep olabilecek parametrelerin coğrafi koordinatlarla ilişkilendirilmesi ve sonrasında ise matematik, istatistik veya bilgisayar modellemelerine dayalı görsel harita veya grafiklerin oluşturulmasıyla mümkündür (Tağıl ve Alevkayalı, 2013, Ayday vd., 2014, Özşahin, 2014, Pektezel, 2015, Yalçın ve Sabah, 2016, Yalçın ve Sabah, 2017).

1971 yılında Saaty tarafından geliştirilen ve çok sayıda kritere bağlı olarak karar verme yöntemlerinden biri olan (Wind ve Saaty, 1980) Analitik Hiyerarşi Süreci (Analytic Hierarcy Process: AHP) Coğrafi Bilgi Sistemleri (CBS) ile birlikte kullanılarak deprem tehlikesi analizi çalışmalarında kullanılmaktadır (Anbazhagan vd., 2010, Ayday vd., 2014, Özşahin, 2014, Pektezel, 2015, Yalçın ve Sabah, 2017). Sanayi kuruluşlarının tematik haritalarla ortaya konulması da yine CBS ile mümkün olabilmektedir (Yalçın, 2017).

Son yıllarda farklı meslek alanlarında kullanılan bir başka yöntem de Bulanık Mantık (Fuzzy Logic) yöntemidir. İlk olarak 1965 yılında Dr. Lotfi A. Zadeh (Bozyiğit vd, 2015) tarafından ortaya konulan bu yöntem bir sistemdeki sonuçların kesin olarak tanımlanmasından ziyade bir yaklaşım ortaya koymak amacıyla kullanılmaktadır. Deprem tehlikesi analizi için de deprem olayının gerçekleşeceği zamanın belirsiz olması nedeniyle Bulanık Mantık Yöntemi kullanılabilmektedir (Sabah ve Yücedağ, 2017)Deprem aktivitesinin yoğun olduğu alan olan Çanakkale Bölgesinin deprem tehlikesi analizi CBS, AHP ve Bulanık Mantık yöntemleri kullanılarak ortaya konulmuş ve elde edilen değerler karşılaştırılmıştır. Karar verebilmek için belirlenen kriterler; ilin jeolojisi (litoloji), 1900-2015 yılları arasında il genelinde meydana gelmiş ve büyüklük değerleri 4 ve üzeri olan depremlerin, deprem dış merkez noktaları, il sınırı içinde yer alan aktif faylar ve ilçe merkezlerinin aktif faylara olan uzaklıkları şekilde belirlenmiştir. Son olarak ise ilde faaliyet gösteren firmaların konumları CBS ortamına aktarılmış ve risk haritası oluşturulmuştur.

  1. Materyal ve Metot

Çanakkale sanayisinin deprem tehlikesi analizinin oluşturulması amacıyla belirlenen kriterlerin öncelikle konumsal verileri CBS ortamına aktarılarak sayısallaştırılmıştır. Bu verilere göre tematik haritalar oluşturulmuştur (QGIS). AHP metodu kullanılarak deprem tehlike analizinde kullanılacak olan kriterlerin konumsal verileri her ilçe için ayrı ayrı oranlanacak şekilde belirlenmiştir (Şekil 1). Bu verilerin oranlanması için matris oluşturulmuş ve elde edilen matris değerleri ağırlıklarına göre tekrar matris işlemiyle analiz edilerek sonuç ortaya çıkarılmıştır. Son olarak sanayi işletmelerinin konumları tematik haritalar üzerine atılmıştır. Firmaların faaliyetini sürdürdüğü ilçe sınırlarındaki deprem tehlike analizi tematik harita üzerinde gösterilmiştir.

Kriter olarak kabul edilen parametrelerin konumsal verilerinin sayısallaştırılmasını içeren bu bölümde sırasıyla şu aşamalar gerçekleştirilmiştir.

1.QGIS kullanılarak Çanakkale il sınırları ve bu ile bağlı ilçeler sayısal ortama aktarılmıştır (Şekil 2).

2.Maden Tetkik Arama Genel Müdürlüğü’nün (MTA) 1/100,000 ölçekli Türkiye jeoloji haritası kullanılarak ilin jeoloji haritası üzerinde litolojik olarak depremde tehlike oluşturabilecek alüvyon alanların konumu sayısal ortama aktarılmış ve tekrar çizilmiştir (Şekil 3).

3.1900-2015 yılları arasında Çanakkale ili sınırları içerisinde meydana gelen ve büyüklüğü 4 ve üzeri olan depremlerin deprem dış merkez noktaları (episantr) (Boğaziçi Üniversitesi Kandilli Rasathanesi ve Deprem Araştırma Enstitüsü (KRDAE), 2016) QGIS yazılımında kullanılması için uygun formata getirilmiştir (Şekil 4).

4. Çanakkale ili sınırları içerisinde yer alan aktif faylar Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğünün (MTA) 1/125.000 Ölçekli Türkiye Diri Fay Haritasından yararlanılarak CBS ortamına (QGIS) aktarılmıştır (Şekil 5).

5. İlçe merkezlerinin kendilerine en yakın aktif faylara olan uzaklığı CBS ortamında (QGIS) hesaplanmıştır (Şekil 6).

Şekil 1. Çanakkale İlinin Deprem Tehlikesi Analizinin Oluşturulmasının Genel Çerçevesi.

 

Şekil 2. Çanakkale İli İlçe Sınırlarının Haritadaki Görünümü.

 

Şekil 3. Çanakkale İli İçerisinde Yer Alan Alüvyonların Haritadaki Görünümü.

Şekil 4. Çanakkale İli İçerisinde 1900-2015 Yılları Arasında Meydana Gelen 4 ve Üzeri Büyüklükteki Depremlerin Dış Merkez Noktaları.

 

Şekil 5. Çanakkale İli İçerisinde Yer Alan Aktif Fayların Görünümü.

 

Şekil 6. Çanakkale İli İlçe Merkezlerine En Yakın Aktif Fayların Uzaklığı.

2.1. AHP İle Analiz Aşaması

Konumsal verilerin sayısallaştırılması sonucunda deprem tehlikesini oluşturan kriterlerin değerleri ortaya çıkarılmıştır (Tablo 1). Ancak bir ilçenin faya ne kadar yakınsa o kadar yüksek tehlikede olduğu düşünülerek mevcut olan mesafe değerleri “1/aktif faya uzaklık mesafesi” şeklinde hesaplanmıştır. Bu değerlerin AHP sürecinde kullanılması için her bir kritere ağırlık verme işlemi gerçekleştirilmiştir. Bu değer 1 ile 9 arasında değişmektedir. Kriterler ağırlıklarına göre (risk etkilerine göre) kendi aralarında matris oluşturulmuştur. Bu çalışmada her bir kriterin ağırlığı “1” olarak alınmıştır (Tablo 2).

Tablo 1. Çanakkale İlçelerinin Deprem Tehlikesini Oluşturan Kriterlerin Değerlendirilmesi.

İlçeler

Fay uzunlukları (km)

Deprem nokta>=4

Alüvyon alan (km2)

1/İlçe merkezlerinin en yakın aktif faya uzaklığı

Ayvacık

123

4

123

0.083333333

Bayramiç

44

1

147

0.066666667

Biga

64

17

587

0.090909091

Bozcaada

0

0

24

0.05

Çan

88

1

80

0.5

Eceabat

0

7

151

0.035714286

Ezine

14

2

244

0.066666667

Gelibolu

18

1

72

0.142857143

Gökçeada

0

0

21

0.032258065

Lapseki

0

1

100

0.022727273

Merkez

0

2

211

0.022222222

Yenice

155

9

168

0.2

 Değerlendirme yapmak için ilçelerin her bir kriterine ait sayısal değerler tüm ilçelerin aynı kriterdeki toplam değerlerine bölünmüştür (Tablo 3). İlçe merkezleri için 4 kriterden elde edilen değerler ile 12x4 matris oluşturulmuş ve ağırlıkları eşit olan 4x1 kriter karar matrisiyle çarpılmıştır. Matris işlemi sonucunda ilçelerin sahip oldukları deprem risk durumları ortaya çıkarılmıştır. Ortaya çıkan bu değerler ise 100 ile çarpılarak normalize edilmiştir.

 Tablo 2. Çanakkale İlçelerinin Deprem Tehlikesini Oluşturan Kriterlerin Ağırlıklarına Göre Oluşturulmuş Matris Değerleri.

 

xM>=4

Alüvyon

Fay

Fay uzaklık

xM>=4

1

1

1

1

Alüvyon

1

1

1

1

Fay

1

1

1

1

Fay uzaklık

1

1

1

1

 

Tablo 3. Çanakkale İlçelerinin Deprem Tehlikesini Oluşturan Kriterlerin Ağırlıklarına Göre Değerlerinin Belirlenmesi.

İlçeler

Fay uzunlukları (km)

Deprem nokta>=4

Alüvyon alan (km2)

1/İlçe merkezlerinin en yakın aktif faya uzaklığı

Ayvacık

123

0,243083004

4

0,088888889

123

0,06379668

0,083333333

0,063450742

Bayramiç

44

0,086956522

1

0,022222222

147

0,076244813

0,066666667

0,050760594

Biga

64

0,126482213

17

0,377777778

587

0,304460581

0,090909091

0,069218991

Bozcaada

0

0

0

0

24

0,012448133

0,05

0,038070445

Çan

88

0,173913043

1

0,022222222

80

0,041493776

0,5

0,380704453

Eceabat

0

0

7

0,155555556

151

0,078319502

0,035714286

0,027193175

Ezine

14

0,027667984

2

0,044444444

244

0,126556017

0,066666667

0,050760594

Gelibolu

18

0,035573123

1

0,022222222

72

0,037344398

0,142857143

0,108772701

Gökçeada

0

0

0

0

21

0,010892116

0,032258065

0,024561578

Lapseki

0

0

1

0,022222222

100

0,05186722

0,022727273

0,017304748

Merkez

0

0

2

0,044444444

211

0,109439834

0,022222222

0,016920198

Yenice

155

0,306324111

9

0,2

168

0,087136929

0,2

0,152281781

Toplam

506

1

45

1

1928

1

1.313354746

1

3. Bulanık Mantık Kullanılarak Deprem Tehlike Analizinin Oluşturulması

Bulanık model oluşturulurken depremle ilgili ilin ilçeler bazında meydana gelmiş olan deprem nokta sayıları, diri fay uzunlukları ve alüvyon alanlar şeklinde 4 kriter belirlenmiş ve bunlar üyelik fonksiyonu olarak kullanılmıştır. Üyelik fonksiyonunda aralıklar düşük, orta ve yüksek şeklinde belirlenmiştir. Deprem tehlike sonucu da aynı şekilde düşük, orta ve yüksek olarak tanımlanmıştır. Sonuç değer aralıklarının belirlenmesinde Çanakkale ili deprem tehlikesi tespitinde yapmış olduğumuz AHP analitik hiyerarşi sürecinde elde edilen değerler kullanılmıştır.

Bulanık model oluşturulması MATLAB Fuzzy Logic Designer eklentisi ile hazırlanmıştır. Bulanık model fay uzunlukları, deprem noktaları ve alüvyon alan şeklinde 4 giriş, 1 kural tablosu ve 1 deprem tehlike sonuç katmanından oluşmaktadır.

Model oluşturulurken giriş değerler ve çıkış sonuçları arasındaki ilişkiyi sağlayan kurallar belirlenmiştir. Genel olarak ilçelerin sahip oldukları değerler düşük, orta ve yüksek olarak belirlenmiştir. Buna göre de AHP ile elde edilen deprem tehlike sonucuyla ilişkilendirilmiştir.

Deprem tehlike sonucu için diri fay, deprem noktaları, alüvyon alanların ve aktif faya uzaklık giriş üyelik fonksiyon değerleri gösterilmektedir. Deprem tehlike sonucu ise üyelik fonksiyonuyla gösterilmektedir. Bulanık modelde tanımlanan 23 adet kural tablosu vardır. Buna göre deprem tehlike sonucu alınmak istenen bir ilçenin fay değeri 26km, deprem nokta sayısı 26, alüvyon alan miktarı 26km2 ve aktif faya uzaklık değeri 26 km ise (1/aktif faya uzaklık km değerinin 100 ile çarpımı) deprem tehlike değeri %32.8 çıkmaktadır.


  4. Bulanık Mantık ve AHP değerlerinin Korelasyonu

Çanakkale ili için yapılan AHP çalışmasından elde edilen sonuçlar ile bu çalışmaya göre oluşturulan bulanık modelin sonuç çıktılarının korelasyon değerleri % 97.47’dir (Şekil 7). Bulanık modelde kullanılacak girdi değerlerine göre alınacak çıktı sonuçlarının AHP değerleriyle benzer şekilde gösterim için elde edilen bulanık model sonuçları istenen katsayı ile çarpılarak AHP değerleriyle normalize edilebilir.

Şekil 7. AHP ve Bulanık Mantık Yöntemi Sonucunda Elde Edilen Değerlerin Korelasyonu

 

    1.  Çanakkale Sanayisi

Bu çalışmada Çanakkale T.C. Güney Marmara Kalkınma Ajansı’nın desteklediği ve Bilim, Sanayi ve Teknoloji İl Müdürlüğü’nün yürüttüğü “Çanakkale İlinde Sanayi Envanterinin Oluşturulması, İl Sanayisinin Ar-Ge, Yenilikçilik ve Kümelenme Potansiyelinin Araştırılması Projesi” adlı projede ortaya çıkan sanayi işletmelerinin konumları kullanılmıştır. İl genelinde mobil uygulamalarla yapılan envanter çalışmasında 1250 adet sanayi işletmesi yerinde ziyaret edilmiş ve koordinatları alınmıştır. Daha sonra ise sanayi işletmelerinin konumları Çanakkale sayısal haritası üzerine atılmıştır (Şekil 8).

Şekil 8. Çanakkale Sanayi İşletmelerinin Harita Üzerindeki Konumları.

 

  1. Sonuç

Yapılan çalışma sonucunda kriterlere göre elde edilen değerlerin deprem tehlikesi tematik haritası oluşturulmuştur (Şekil 9. Oluşturulan bu harita değerlendirildiğinde; Biga, Yenice ve Çan ilçelerinin deprem tehlike değerinin çok yüksek olduğu, Gökçeada, Lapseki ve Merkez ilçelerinin deprem tehlike değerinin ise düşük olduğu görülmektedir.

Hazırlanan tematik harita üzerine Çanakkale’de faaliyetini sürdüren sanayi işletmelerinin konumları atılmış ve sanayi işletmelerinin ilçe bazında deprem tehlikesi analizi ortaya çıkarılmıştır (Şekil 10). Sonuç olarak Biga ilçesinde faaliyet gösteren 268, Yenice’de 29 ve Çan’da ise 165 adet işletmenin deprem tehlike analizinin çok yüksek olduğu belirlenmiştir.

Şekil 9. Çanakkale İlinin Deprem Tehlikesi Analizini Gösteren Tematik Harita

Şekil 10. Çanakkale Sanayisinin Deprem Tehlikesin Analizini Gösteren Tematik Harita

 

KAYNAKLAR

Akbaş, B., Akdeniz, N., Aksay, A., Altun, İ., Balci, V., Bilginer, E., Bilgiç, T., Duru, M., Ercan, T., Gedik, İ., Günay, Y., Güven, İ.H., Hakyemez, H. Y., Konak, N., Papak, İ., Pehlivan, Ş., Sevin, M., Şenel, M., Tarhan, N.,Turhan, N., Türkecan, A., Ulu, Ü., Uğuz, M.F., Yurtsever, A. ve diğerleri, Türkiye Jeoloji Haritası Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü Yayını. Ankara, Türkiye.

Anbazhagan, P., Thingbaijam, K. K. S., Nath, S. K., Narendara Kumar, J. N., Sitharam, T. G. (2010), "Multi-criteria Seismic Hazard Evaluation for Bangalore city, India", Journal of Asian Earth Sciences, 38, 186-198.

Ayday, C., Saridöl, S., Sabah, L., Yaman, N (2014), "Eskişehir Ilçelerinin Açik Kaynak Kodlu CBS Ve Önerici Sistemleri Kullanilarak Deprem Tehlikesi Analizi", TMMOB Eskişehir İl Koordinasyon Kurulu TMMOB Eskişehir Kent Sempozyumu, 06-07 Şubat, Eskişehir.

Ayday, C., Yaman, N., Göçmez, A (2015), "1900-2015 arası deprem dış merkez verileri ile Eskişehir ili deprem risk analizine katkılar", VIII.TUFUAB Teknik Sempozyumu, Haziran 2015, Konya, 71.

Efe, R., Demirci, A. (2001), "Gölcük 1999 Depreminde Zemin ve Yerşekli Özelliklerinin Şiddet ile Hasar Dağılışına Etkisi", Türk Coğrafya Dergisi, 36, 1-15.

Emre. Ö., Duman, T.Y., Özalp, S., Elmacı, H., Olgun, Ş. ve Şaroğlu, F., (2013), Açıklamalı Türkiye Diri Fay Haritası Ölçek 1/1.125.000, Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü, Özel Yayın Serisi-30, Ankara, Türkiye.

Hacisalihoğlu, İ. Y. (2001), Türkiye’nin Kentsel Gelişim Süreci ve 1999 Marmara Depremi, Çantay Kitabevi, İstanbul.

Kotil, E., Konur, F., Özgür, H. (2007), "The economic impacts of gulf earthquake", International Kocaeli Earthquake Symposium, Kocaeli, Turkey.

Mitchell, W. A., Özgüç, N. (2000). "Geographical Perspectives on Political, Social and Economic Aftershocks from the Marmara (NW Turkey) Earthquake Disaster of August 17, 1999", Association of American Geographers Annual Meeting, Pittsburg.

Özşahin, E. (2014),"Earthquake Damage Risk Analysis in Tekirdağ Province Using Geographic Information Systems (GIS) and Analytic Hierarchy Process (AHP) Coğrafi Bilgi Sistemleri (CBS) ve Analitik Hiyerarşi Süreci (AHS) kullanılarak Tekirdağ ilinde deprem hasar riski analizi", International Journal of Human Sciences, 11(1), 861-879.

Pektezel, H., (2015). "Coğrafi Bilgi Sistemleri ve Analitik Hiyerarşi Yöntemi kullanılarak Gelibolu Yarımadası’nda Heyelana Duyarlı Alanların Belirlenmesi", Turkish Studies - International Periodical for the Languages, Literature and History of Turkish or Turkic, 10(6), 789-814.

Tağil, Ş., Alevkayali, Ç. (2013), "Ege Bölgesi’nde Depremlerin Mekânsal Dağılımı: Jeoistatistiksel Yaklaşım", Uluslararası Sosyal Araştırmalar Dergisi, 6 (28), 369-379.

Wang, Z., (2006), "Understanding Seismic Hazard and Risk Assessments: An Example In The New Madrid Seismic Zone Of The Central United State", Proceedings of the 8th U.S. National Conference on Earthquake Engineering April 18-22, 2006, San Francisco, California, USA, 416.

Wind, Y VE Saaty, T. L. (1980), "Marketing Application Of The Analytic Hierarchy Process", Management Science, 26(7), 641-658.

Yalçın, C. (2016), "Edirne Sanayisinin Bölgenin Jeolojik Yapısı ile İlişkilendirilmesi", Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi, 4(7), 21-30.

Yalçın, C., SABAH, L (2016), "The Use of Open Source Coded Geographic Information Systems on Analysis Studies of Relationship between Seismicity and Industry: Case of Edirne – Turkey", 4th International Geography Symposium, Book of Proceedings, 23-26 May, 2016, Kemer, Antalya, TURKEY, 699-712.

Yalçın, C., Sabah, L (2016), "Introducing the Risk Analysis of Çanakkale Industry with the Thematic Maps According to Earthquake Data", 4th International Geography Symposium, Book of Proceedings, 23-26 May, 2016, Kemer, Antalya, TURKEY, 713-729.

Yalçın, C., SABAH, L. (2017), "Açık Kaynak Kodlu CBS ve Çok Kriterli Karar Verme Yöntemi (AHP) Kullanılarak Edirne Sanayisinin Deprem Tehlikesi Analizi", Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, 5(2), 524-537.

URL 1, Boğaziçi Üniversitesi Kandilli Rasathanesi Deprem Sorgulama Sistemi, Boğaziçi Üniversitesi Kandilli Rasathanesi Ve Deprem Araştırma Enstitüsü (KRDAE) internet sitesi http://www.koeri.boun.edu.tr/sismo/zeqdb/, [Erişim 15.06.2017].

URL 2, MTA Yerbilimleri Harita Görüntüleyici Ve Çizim Editörü, MTA Genel Müdürlüğü internet sitesi http://yerbilimleri.mta.gov.tr, [Erişim 15.06.2017].