Bağcılıkta Uzaktan Algılama

Yazar: Turcan TEKER ve Akay ÜNAL
 
Yaşadığımız evrende insan nüfusu tarih boyunca devamlı artmıştır. Giderek artış gösteren nüfus sonucunda insan hayatının devam ettirilebilmesi için sürekli besin ihtiyacı söz konusu olmuştur. İşte bu yüzden geçmişten günümüze kadar olan süreçte yetiştiriciliği yapılan tarım ürünlerinin elde edilmesine daha çok ihtiyaç duyulmakta ve buna bağlı olarak tarımsal faaliyetlerin sürdürüleceği alanların doğru, akılcı ve doğayla barışık bir biçimde kullanılması önemli görülmektedir.

Dünyada tarımsal üretim içerisinde geleneksel yöntemlerin yanında yeni teknolojilerin kullanılması, tarımsal faaliyetlerin takibinin kolaylaştırılarak düzenlenmesi ve en kabul görülen bir biçimde uygulamaya aktarılması hızlı bir şekilde devam etmektedir. Son yıllarda ülkemizde artarak uzaktan algılama tekniklerinin kullanılmaya başlanması ile uydu görüntüleri vasıtasıyla tarımsal alanların yetiştirilecek ürün çeşitliliğine göre belirlenmesine yönelik çalışmalar hız kazanmaktadır. Bu çalışmalar, ülke ekonomisine de fayda sağlamaktadır. Ürün çeşitliğinin saptanabilmesi ve buna göre yapılacak üretim planlaması tarımsal alanlarının belirlenebilirliği ile yakından ilgili olmaktadır.  Bilindiği üzere, birçok tarımsal yetiştiricilikte söz konusu tarım alanlarının konumu, miktarı ve dağılımının belirlenmesine yönelik çalışmalara halen ihtiyaç duyulmakta, tarımsal faaliyetlerin daha etkin ve iyi bir planlama yapılarak devam ettirilebilmesi önem arz etmektedir.

Ekonomik anlamda bağcılık, dünya üzerinde genel olarak 10 – 200C izotermlerine karşılık gelen 30 – 500 kuzey ve güney enlemleri arasındaki ılıman iklim kuşağı üzerinde yapılmaktadır (Çelik ve ark., 1998). Ülkemiz jeopolitik konumu itibariyle, bağcılığın yapılabileceği en uygun ve elverişli iklim kuşağı üzerinde bulunmaktadır. Bu yüzden ülkemizde birçok bölgede bağcılık yapılabilmekte olup aynı zamanda üzüm çeşitliliği konusunda iyi bir potansiyelimiz bulunmaktadır.

Ülkemizde bulunan bağcılık alanı değerlendirildiğinde, 2016 yılı Türkiye İstatistik Kurumu (TUİK) verilerine göre toplam 435.229 ha bağ alanının %47.51’i sofralık çekirdekli, %7.76’sı sofralık çekirdeksiz, %13.19’u kurutmalık çekirdekli, %16.74’ü kurutmalık çekirdeksiz ve %14.78’i ise şaraplık olarak değerlendirilmektedir. 

Bağ alanlarının belirlenebilmesi ülkemizde Gıda, Tarım, ve Hayvancılık Bakanlığı’na bağlı il ve ilçe müdürlüklerinde bulunan Çiftçi Kayıt Sistemine giriş yapılarak saptanmaktadır. Bağ alanlarının tam olarak tespit edilmesinde karşılaşılan bir takım sorunlar bulunmaktadır. Özellikle üretici bazında gerçekleşen bu hatalar eksik tarımsal üretim faaliyeti bildirimlerinden kaynaklanmaktadır. Bu anlamda yapılan hataların düzeltilmesi, özellikle Ege bölgesinde bağcılık yapılan ve bağ alanı olarak kullanılabilir arazilerin uydu görüntüleri ile tespiti,  ürün çeşitliliğinin belirlenmesi yönünde doğru sonuçların ortaya çıkmasına neden olabilecektir. Bu doğrultuda bölgede rekolte tahmin çalışmalarına da hız ve kolaylık kazandırma ihtimali güçlenerek, bağ alanlarının miktarı ve dağılımı hakkında olumlu sonuçlar elde edilebilecektir.
 
Uzaktan Algılama (UA) Nedir? 

UA teknolojisinin literatürde birbirine benzer birçok tanımı bulunmaktadır. Sönmez ve Sarı (2014), UA’yı objelere fiziksel değinimde bulunmaksızın herhangi bir uzaklıktan yapılan ölçmelerle, objeler hakkında bilgi edinme bilim ve sanatı şeklinde tanımlamaktadır. Aynı yayın içerisinde daha kapsamlı açıklamaya yer verilmiş, Makktav ve Sunar (1992), UA’nın yeni bir sistem olmadığı ve uzun yıllardan beri insanlığın üzerinde çalıştığı bir bilim dalı olduğu, hava fotoğrafçılığının bu amaçla kullanıldığı, daha sonra uzaya gönderilen uydular ve geliştirilen fotoğrafik algılayıcılarla UA sistemi ileri bir teknoloji olarak bugünkü halini aldığı ifade edilmiştir. Buna bağlı olarak yeryüzünü gözleyen algılayıcı sistemleri taşıyan uyduların son yıllardaki gelişimiyle, bu sistem sayesinde yeryüzü hakkında çok miktarda fotoğrafik ve diğer formlarda verilerin elde edilmesi olanağı sağlanmıştır (Sönmez ve Sarı, 2014).

UA teknolojileri; yer yüzeyinden yansıyan ve yayılan enerjinin algılanması, kaydedilmesi, elde edilen materyalden bilgi edinmek üzere işlenmesi ve analiz edilmesinde kullanılır. UA sistemleri özellikle “Coğrafi Bilgi Sistemi (CBS)” teknolojileri ile birlikte alt yapı tesisleri ve yeryüzü kaynaklarıyla ilgili bilgileri toplamak, analiz etmek ve bir rapor halinde sunmak için kullanılmaktadır. (Aronoff 1989; Kaya 2010).

UA iki bileşenden oluşmaktadır. Bunlardan birincisi veri elde etme, ikincisi ise veri işleme aşamasıdır. Birinci aşama, bir enerji kaynağından yararlanarak (güneş), güneş ışınlarının hedef konumunda olan materyalin (bitki örtüsü, toprak yüzeyi, su yüzeyi, objeler vb.) yüzeyinden geri yansımasıyla meydana gelen geri ışınım sonucunda meydana gelen etkileşim ile başlamaktadır. Cisimler üzerlerine gelen ışınımları farklı oranlarda, yansıtma, emme ve geçir özelliklerine sahiptirler. Algılayıcıların tasarımı da bu değişiklikleri fark edecek ve istenilen ayrımları yapabilecek şekilde yapılır. Özellikle de meydana gelen ışımalara bağlı olarak değişik oranda dalga boyu değerleri ortaya çıkmakta olup mevcut durumda elde edilen farklar sonucunda yoruma gidilebilmektedir. Bitkilerin geri yansıtmış olduğu ışımaların dalga boyu aralığını, yine uydular belirlemektedir. Bitki örtüsü, yakın kızılötesi bölgesi üzerinde gelen spektral enerjinin önemli bir kısmını geri yansıtmakta, bu da bitki örtüsünün kızılötesi dalga boyu bölgelerinde, diğer objelerden  (su yüzeyleri, toprak vd.) kolay bir şekilde ayrılmasını sağlamakta ve bu teknoloji sayesinde alan ve verim modellemeleri rahatlıkla gerçekleştirilmektedir (Lillesand ve Kiefer 2000).

Veri işleme aşaması elde edilen görüntünün görsel, sayısal (dijital) ve elektronik işleme teknikleri ile zenginleştirilmesinin yanında analiz edilmesi ve nicel sonuçlar elde edilecek veriye sahip olunması nihayetinde yorumlanması olarak kabul edilmektedir. İşlenen veriden elde edilen bilgi başka veri kaynaklarıyla ile birleştirilerek kullanılabilmektedir. Bu aşamada kısacası CBS’lerinden yararlanılmaktadır.

Tarımsal Alanlarda Uzaktan Algılama Teknolojisinin Kullanımı

UA teknolojisi ile tarım alanlarına ait hedeflerin belirlenmesi ve görüntülenmesi 19. yy’dan bu yana çalışılan bir konudur. Gelişim süreçleri boyunca ürün durumlarının görüntülenmesi ve belirlenmesi tarımla ilgilenen topluluklar için önemli bir ekonomik değere sahiptir. Ürün türlerinin belirlenebilmesi her ürün tipi için ayrılmış ya da ayrılacak alanın tahmin edilmesini ve bu sayede ürün kontrolü ve üretim tahmini modelleri için gerekli istatistiksel hesaplamaların gösterir. Bu nedenle UA verileri yardımıyla ürün tahmini çalışmaları için büyük bir çaba harcanmaktadır (Blaes ve ark., 2005).

Çoğu tarımsal ürünlerin üretim sürecinde UA uygulamaları birçok spesifik alanda kullanılmaya devam edilmektedir. Bu uygulamalar içerisinde; ürünlerin tanımı, alansal miktarı, gelişim kuvvetleri (yaşı, vegetatif aksam büyükülüğü vb), yoğunluğu ve olgunluk durumları belirlenebilmektedir. Aynı zamanda bitkisel ürünlerin dışında, toprak verimliliği, gübreleme sonucunda toprakta ve bitkide ortaya çıkan etki, toprak toksisitesi, toprak nemi, su kaynaklarının varlığı, su kalitesi, sulama gereksinimleri, hastalık yoğunluğu vb gibi unsurların belirlenmesinde de UA teknolojilerinde yararlanılmaktadır.

Uzaktan Algılama Teknolojisinin Bağcılıkta Kullanım Alanları

Bilindiği üzere yeryüzünde birçok üzüm çeşidi bulunmaktadır. UA teknolojisi çeşit ayrımından çok mevcut bağ alanlarının belirlenmesi, fenolojik dönemlerin takibi, asmaların oluşturduğu vegetatif aksam, yaşı, bağ içerisinde meydana gelen hastalık şiddeti, sulama vb. gibi hususlarda belirleyici olabilmektedir. Belirlenebilecek hususlardan biri de tanesi renkli (kırmızı – pembe – mor – siyah) ve renksiz (sarı - yeşil) çeşitlerin ayrımında olabilmektedir. Bu durum genelde hasat döneminden sonra yaprak renginin yapraklarda biriken antosiyanin maddesi sonucunda yeşilden kırmızı, mor vb. diğer renklere dönüşmesiyle o alanda belirleme yapılabilmektedir.
 
Ülkemizde özellikle Ege Bölgesi bağcılığı düşünüldüğünde bağ alanlarının belirlenmesinde Akman ve ark. (2001) UA yöntemlerinin kullanımıyla ilgili çalışma yapmıştır. “Uzaktan Algılama Yöntemleri Kullanarak Ege Bölgesi Bağ Alanlarının Belirlenmesi ve Bölgenin Özelliklerini İçeren Cografi Bilgi Sistemleri Oluşturulup Çekirdeksiz Üzüm Yetiştiriciliğinde Mevcut ve Geleceğe Yönelik Stratejilerin Saptanması” adlı projede öncelikle görüntüde algılayıcı hatasında ve atmosferik koşullardan doğan hataların düzeltilmesi amaçlı radyometrik düzeltmelerin yapıldıktan sonra  elde edilen ham görüntülerden gerçek coğrafik koordinatlara oturtulması işlemi gerçekleştirildiği ifade edilmektedir. Bu yöntem için önce görüntüde seçilen; karayollarının kesişimi, hava alanı pist başlangıcı ve bitimi, yol-nehir kesişimi, büyük depolar ve binalar gibi belli nirengi noktalarının koordinatları araziden GPS (Global Positioning System) cihazı ile okunmuş ve ölçekli paftalardan yerlerin saptandığı bildirilmektedir. İlerleyen süreçte bu değerler ilgili programlar vasıtası ile tanımlanarak görüntünün gerçek koordinatları gösteren bir görüntü olması sağlanmış, tüm sınırlar (il, ilçe ve göller) bu görüntü üzerinden ilgili programlar ile çizilmiş ve birer polinom haline getirilmiştir. Çalışma içerisinde bitkilerden değişik yansımalar elde edilip spesifik bantlardan yararlanılarak, bağ bölgelerinden yapılan koordinat okumaların ayrıldığı ve elde edilen verilerin düzenli olarak çalışılan görüntü üzerine girildiği bildirilmektedir. Okumalarda yanılmalardan kurtulmak için geniş bağ sahaları üzerinde çalışıldığı ve daha çok bunların orta noktalarından ölçüm alındığı,  sorgulama öncesi ayni devrede yeşil görünüme sahip pamuk, zeytin, çam, maki, mera gibi bazı bitki dokularından da örnekler GPS yardımı ile okunarak veriler girildiği ifade edilmektedir. Proje sonucunda ise bağ alanlarının diğer tarımsal ürünlerin yetiştiriciliğinden alansal olarak ayrılabileceği ortaya konmuştur.

Delenne ve ark., (2010)  tarafından yapılan çalışmada, hiçbir parsel bilgisine sahip olmadan, sadece UA  yöntemiyle elde edilen veriler kullanarak, bir bölgedeki bağ alanlarını, sınırlarını ve karakterlerini otomatik olarak belirleyecek bir metot geliştirmeyi amaçlamışlardır. Çalışma bağ alanını algılama, parsel sınırlarının belirlenmesi ve sıra aralarının çıkartılmasıyla sınırların iyileştirilmesi, olarak üç ana adımda gerçekleştirilmiş, elde edilen veriler saha sonuçlarıyla karşılaştırıldığında, çalışmadan % 90 oranında doğru sonuç elde edildiği görülmüştür (Şekil 1).

Görsel 1. Parsellerin belirlenmesi (Delenne ve ark., 2010) 

Brezilya’da Blauth ve Ducati (2010)’nın yapmış oldukları bir çalışmada, Rio Grande do Sul State bağ alanlarını araştırmak ve yönetmek amacıyla UA sistemini kullanmışlardır. Yapılan bu araştırmada, Küresel Konum Belirleme ölçümlerinden gelen konumsal verileri ile envanter verilerini entegre eden, açık kaynaklı CBS yazılımları ile web-tabanlı bir sistem geliştirmişlerdir. Çalışmada kullanılan veriler, devlet tarafından toplanmış olan bağcılık envanteri; bölgesel yıllık üzüm üretimini içerir, bağ parsellerinin arazide GPS (Global Positioning System) ile ölçülmesinden gelen konum bilgileri ve uydu ve hava fotoğraflarından gelen bilgilerin olduğu bildirilmiştir. Gelen uydu görüntülerinin sınıflandırılmasının yapılmasıyla, bağ alanları tespit edilmiş ve elde edilen bilgiler çiftçiler tarafından iletilen bilgilerle karşılaştırılmıştır. Tüm bunların sonucunda tasarlanmış olan sistem kullanılarak, üzüm üretiminin izlenmesi, arazi örtüsünün ve toprak örtüsünün incelenmesi ve sınıflandırılan görüntülerin farklı uygulamalarda kullanılabilmesi mümkün olduğu araştırma sonucunda belirtilmiştir.           

Sonuç olarak; yurt dışı ve yurt içi yapılan araştırmalardan elde edilen görüntülerle; bitki türlerinin saptanması aşamasında, ürünlerin mekansal dağılımı ve alansal bilgilerinin belirlenebileceği, vejetasyon döneminde bitki gelişimlerinin izlenebileceği, bir ürünün en iyi ekolojik şartlarda yetiştirilebilmesi için, arazi yapı uygunluğunun tespit edilebileceği, yetiştiricilik yapılan bağ parseli hakkında herhangi bir bilgiye sahip olunmadan, uzaktan algılama ve coğrafi bilgi sistemlerinin entegre olarak kullanılmasıyla, bağ alanlarının mevcut durumu ve parsel sınırlarının belirlenebileceği, özellikle yurt dışında yapılmış olan çalışmalar incelendiğinde, bağcılıkta uzaktan algılama ve coğrafi bilgi sistemleri aracılığıyla, bir çok alan tespiti yapılmış, ve elde edilen sonuçların gerçeğe yakın verilerin elde edilebildiği görülmektedir.  

Ülkemizde uzaktan algılama ile yapılan çalışmaların çoğu, özel sektör ve kamu kurumları arasında ortaklaşa bir proje yönetimi içerisinde geliştirilmeye devam edilmesi arzu edilmektedir. Tarımsal üretimde belirli bir alana ait görüntülerin elde edilme ve işlenmesi aşamaları mali açıdan sıkıntılı bir süreç oluşturduğundan,  çalışma yapılacak alanın projelendirilmesi, sahip olunan kaynak ve bilgilerin karışlıklı olarak paylaşılması ve ihtiyaçların karşılanması sonucunda daha hızlı ve  güvenilir sonuçlara ulaşılması söz konusu olabilmektedir.

Kaynaklar:
  1. Akman, İ., Yılmaz, N., Karabat, S., Yüksel, İ., 2001. Uzaktan Algılama Yöntemleri Kullanarak Ege Bölges, Bağ Alanlarının Belirlenmesi ve Bölgenin Özelliklerini İçeren Coğrafi Bilgi Sistemleri Oluşturulup Çekirdeksiz Üzüm Yetiştiriciliğinde Mevcut ve Geleceğe Yönelik Stratejilerin Saptanması. Bağcılık Araştırma Enstitüsü Yayınları. Manisa. 

  2. Aronoff, Stan. 1989. Geographic Information System; A Management Perspective, Ottawa. WDL, Publications.
  3. Blaes, X., Vanhalle, L., and Defourny, P., 2005, .Efficiency of crop identification based on optical and SAR image time series., Remote Sensing of Environment, Vol. 96, pp. 352-365.
  4. Blauth, D.A. and Ducati, J.R., 2010. A Web-based system for vineyards management, relating inventory data, vectors and images. Computers and Electronics in Agriculture. DOI: 10.1016/j.compag.2010.01.00
  5. Çelik, H., Ağaoğlu, Y.S., Fidan, Y., Marasalı, B., Söylemezoğlu, G., 1998. Genel Bağcılık Kitabı. Sunfidan Eğitim Serisi No:3. Ankara.
  6. Delenne, C., Durrieu, S., Rabatel, G., Deshayes, M., 2010. From pixel to vine parcel: acomplete methodology for vineyard delineation and characterization usingremote-sensing data. Comput. Electron. Agric. 70 (1), 78–83.http://dx.doi.org/10.1016/j.compag.2009.09.012
  7. Kaya, Ü., 2010 Zeytin Ürün Rekoltesinin Belirlenmesinde Çok Parametreli Yaklaşım Urla (İzmir Örneği) Ege Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Doktora Projesi Tezi.
  8. Lillesand, T.M. and Kiefer, RW., 2000. Remote sensing and image interperation. Fourth edition book. ISBN 0-471-255515-7 Printed in the USA.
  9. Maktav, D. ve Sunar, F., 1992. Uzaktan algılama kantitatif yaklaşım (Çeviri). (Editörler: Philip H. Swain ve Shirley M. Davis.) ITÜ. Inş.Fak. Jeodezi ve Fotogrometri Müh. Böl. İstanbul.
  10. Sönmez, N, Sarı, M. 2014. "Uzaktan Algılama Temel Prensipleri Ve Uygulama Alanları". Derim 19 :16-30
Görseller:
  1. http://bit.ly/2jJdcMR

YORUMLAR

Bu sayfalarda yer alan okur yorumları kişilerin kendi görüşleridir. Yazılanlardan apelasyon.com sorumlu tutulamaz.

İlyas - 03.10.2017 11:01
Ülkemizde en kapsamlı Tarımsal amaçlı uzaktan algılama sistemi, Pamuk rekoltesinde Ege Üniv.Ziraat Fak.-İzmir ticaret Borsası birlikte yapmışlardır.Bu ekip içerisinde yer alan biri olarak tarımsal rekolte belirlenmesinde en iyisi Prof. Yusuf Kurucu'dur. Türkiyede bu konuda onu tek geçerim. Yararlanmanız dileklerimle,,