HARİTA/GEOMATİK MÜHENDİSLİĞİ VE DEPREM

Prof. Dr. Ergin TARI

İTÜ Geomatik Mühendisliği Bölümü Öğretim Üyesi

“Felaket başa gelmeden evvel önleyici ve koruyucu tedbirleri düşünmek lazımdır, geldikten sonra dövünmenin yararı yoktur." M. Kemal ATATÜRK.

Harita/Geomatik

Jeodezi, Fotogrametri, Ölçme, Kartografya ve Uzaktan Algılama araçları ile konumsal (mekansal/coğrafi) ve ilişkili olabilecek bir çok farklı verinin (öznitelik) elde edilmesini bu verilerin analizi, izlenmesi, görselleştirilmesi, iletilmesi, saklanması, yönetimi ile bu bilgilerden yeni bilgiler üretilmesi süreçleri izler. Bir sistem kavramına dayanması gereken bu sürecin bilim, teknoloji ve uygulamalar bütünü geomatik olarak tanımlanır. Harita/geomatik mühendisliğinin ürettiği en önemli çıktılardan biri olan harita bir bölgenin jeolojisi, morfolojisi, iklimi, trafiği, yeraltı kaynakları, değişik bakış açılarından ekonomisi gibi birçok bilgiyi barındırabilen bir altlıktır.

Günlük hayattaki barınma, altyapı, çevre, nüfus, ekonomi, finans, vergilendirme, yerleşim, arazi kullanımı/yönetimi ve akıllı kent tasarımı gibi birçok alandaki kararların üretilmesinin hemen hepsinde konum bilgisi önemli rol oynamaktadır. Bu anlamda geomatik mühendisliği görünür veya görünmez olarak günlük hayatta da afet durumunda da insanların hayatlarını yakından ve doğrudan ilgilendiren kararların alınmasına sürekli katkıda bulunmaktadır.

Coğrafi Bilgi Sistemleri (CBS) oluşturulması sırasında birçok farklı teknolojinin kullanıldığı geomatik mühendisliğinin önemli çıktılarından bir tanesidir. Günlük hayatta yaygın olarak kullanılan birçok konum ilişkili teknoloji (örn. google earth ve navigasyon uygulamaları) harita/geomatik mühendisliğinin ve özellikle de coğrafi bilgi sistemlerinin yoğun kullanımıyla elde edilen ürünlerdendir; CBS farklı bilgi sistemleriyle bütünleştirilerek içeriğine göre değişse de sonsuz denebilecek sayıda alanda kullanılabilir olan esnek ve güçlü bir araçtır. CBS ve diğer teknolojileri yardımıyla geomatik mühendisliği afetlerle ilgili konum verisinin elde edilmesi, yönetilmesi, görselleştirilmesi ve analizi gibi görevlerini yürütmektedir.

Deprem

Deprem genellikle yer kabuğunun 30 kilometre ve üzerindeki bölümünde aniden ve şiddetli olarak kütlelerin yer değiştirmesi ve kırılması ile oluşan titreşim dalgaları şeklinde ortaya çıkan bir doğa olayıdır. Dünyanın oluşumundan beri sismik yönden aktif bulunan bölgelerde depremlerin sürekli olarak oluştuğu ve sonuçta da can ve mal kaybına neden olduğu bilinmektedir. Diğer doğa olayları gibi özellikle insanların yoğun olarak yaşadığı bölgelerde depremin zararları kontrol edilemez boyutlara ulaşabilmektedir. Depremin kendi başına bir afet iken ikincil afetlere (örn. Yangınlar, salgın hastalıklar, susuzluk) yol açma potansiyeli de çok yüksektir.

Depremin oluştuğu yeri gösteren odak noktası, odak noktasına en yakın yeryüzü konumunu ifade etmek için kullanılan merkezi, yeryüzünde hissedildiği bir noktadaki etkisinin ölçüsü olarak tanımlanmakta olan şiddeti ve deprem sırasında açığa çıkan enerjinin bir ölçüsü olarak tanımlanan büyüklüğü (magnitüd) gibi değişik parametreleri vardır.

Bilindiği gibi ülkemiz dünyanın en etkin deprem kuşaklarından birinin üzerinde bulunmaktadır. Geçmişte ülkemizde çok sayıda yıkıcı depremler olduğu gibi süregelen bakış açısı ile mücadele etmemiz durumunda gelecekte de oluşacak depremlerle büyük can ve mal kayıplarına uğrayacağımız acı bir gerçektir.

Yaygın olarak kullanılan Türkiye Deprem Bölgeleri Haritasına göre, ülkemizin %92'sinden fazlasının deprem bölgeleri içerisinde olduğu, nüfusumuzun %95'inin deprem tehlikesi altında yaşadığı ve ayrıca büyük sanayi merkezlerinin %98'i ile barajlarımızın %93'ünün deprem bölgelerinde bulunduğu bilinmektedir.

Ülkemiz için de yakın tarihlerde büyük bir tehlike oluşturan depremi geomatik mühendisliği açısından inceleyebilmek için bir afet olarak ele almakta fayda vardır.

Afet

Afet yönetiminin hemen hemen üzerinde evrensel olarak uzlaşılmış 4 temel evresi vardır. Afet yönetiminin evreleri temel olarak risk ve zarar azaltma, hazırlık, müdahale ve iyileştirmeden oluşmaktadır. Bu evrelerden risk ve zarar azaltma ile hazırlık afetten önceki, müdahale ve iyileştirme ise afetten sonraki dönemleri ilgilendiren evrelerdir.

Risk ve zarar azaltma evresi tehlike ve risklerin belirlenmesi, fiziksel ve yapısal zararların azaltılması, bilinçlendirme ve eğitim çalışmaları, kısa orta ve uzun vadede zarar azaltmanın planlanması, risk altındaki kritik tesis ve alt yapıların güçlendirilmesi, tarihi eserler ile çevre ve doğal hayatın korunması, mevzuatın gözden geçirilmesi ve/veya düzenlenmesi gibi birçok aşamayı içermektedir.

Hazırlık evresi ise tahmin ve erken uyarı sistemlerinin oluşturulması, önlemlerin alınması, kurtarma, tahliye ve acil yardım planlarının hazırlanması, eğitim ve tatbikatların yapılması, kaynakların sağlanması, gönüllülük sisteminin oluşturulması gibi aşamaları içermektedir.

Afet sonrası müdahale evresi ise haber alma, ulaşım, hasar tespiti, arama-kurtarma, ilkyardım, tahliye, toplu yardım ulaştırma ve dağıtım organizasyonu, yiyecek, su ilaç ve benzeri yaşamsal ihtiyaçların karşılanması, güvenlik ile çevre sağlığı gibi aşamaların yanında ikinci afetlere ilişkin önlemlerin alınması, basın ve halkla ilişkilerin yürütülmesi, geçici iskân organizasyonu ve enkaz kaldırma aşamalarını içermektedir.

İyileştirme evresi ise enkaz yönetimi, yeniden yapılanma, tamir ve güçlendirme, kalıcı konutların inşa edilmesi, ekonomik iyileştirmeler, sağlık ve tıbbi servislerin organizasyonu ile normal yaşam koşulların oluşturulması çalışmalarını içerir.

Afet yönetimi bağlamında göz önüne alındığında risk ve zarar azaltma ile hazırlık evreleri risk yönetimi olarak, müdahale ve iyileştirme evreleri ise kriz yönetimi olarak isimlendirilmektedir

Ülkemizde afet yönetimin yazının başlığında verilen Atatürk’ün açık öngörüsüne rağmen genellikle afet sonrasındaki müdahale evresi veya kriz yönetimi ile sınırlı kalacak şekilde planlanmakta ve/veya gerçekleştirilmekte olduğu birçok acı örnekte ortaya çıkmıştır.

Geomatik disiplininin ürettiği konumsal ve konumsal olmayan (öznitelik) verilerin hem afet öncesi hem de afet sonrası çalışmalarda kullanılabilmesi olasıdır. Yukarıda tanımlanan afet yönetimi evreleri ve bu evreler içindeki çalışmaları göz önünde bulundurarak deprem afeti özelinde yapılacak çalışmaları ve haritacılık alanı ile ilişkilerini ilerleyen başlıklardaki gibi özetlemek mümkündür.

Risk ve Zarar Azaltma Evresi Çalışmaları

Deprem tehlikesinin boyutunun anlaşılmasında günümüzde önemli bir yer tutan uydular yardımıyla kabuk hareketlerinin yüksek doğrulukla izlenmesi geomatik mühendisliğinin deformasyonların analizi konusunun içinde önemli bir yer tutmaktadır. Özellikle diğer yer bilimleri uzmanlıklarının da katkısıyla kabuk hareketlerinin modellenmesi konusu dikkat çekici bir ilgi alanıdır.

Geomatik mühendisliğinin veri toplama, işleme, depolama ve analizindeki ilerlemelerin yardımıyla kayıp tahmini çalışmalarında bu verilerin başarı ile uygulanması mümkündür. Sismik risk verisi, değişik türdeki servisler için yapılandırılmış altyapı bilgileri (örn. yollar, tüneller, köprüler, viyadükler, metrolar, elektrik, su, doğalgaz, kanalizasyon, iletişim hatları) ve nüfus verisi kayıp tahmini çalışmaları için büyük hacimli veri girişini oluşturmaktadır ki özellikle birbirleri ile yakından ilişkili alt yapı verilerinin elde edilmesi ve yapılandırılarak konumsal analizlerin yapılması harita mühendisliğinin temel görevlerindendir. Bu verilerin bir araya getirilmesi ile oluşturulan ve dinamik olarak güncellenebilen deprem hasar tahmini verisi ve tehlike haritaları her aşamada karar vericiler için önemli bir bilgi kaynağıdır. Ayrıca deprem hasar tahmini verilerini bir bölümünün veya tümünün bir araya getirilmesi ile oluşturulacak olan hasar tahmini haritaları uzman olan veya olmayan çok çeşitli kullanıcı grupları için büyük bir başvuru kaynağıdır.

Hazırlık Evresi Çalışmaları

Hasar tahmini harita veya raporları, birlikte veya ayrı olarak sismik verilerden de yararlanarak hazırlanan olası yer sarsıntılarının konumlarını, nüfus yoğunluğunu, bina hasar tahminlerini, altyapının işlerliğini, barınma gerekliliklerini ve ekonomik kayıplarını gösterebilir.

Çoğunlukla yaklaşık da olsa bu tür tahmin sonuçları çok çeşitli amaçlarla kullanılabilir. Örneğin kullanıcılar deprem tehlikesinin kendileri ve bölgeleri için de varlığını, hangi boyutlara ulaşabileceğini, konumsal olarak zayıf noktaların nereler olduğunu, değişik senaryolara göre hangi tür sonuçların oluşabileceğini görebilirler. Örneğin zemin bilgilerinden ve bina bilgilerinden yararlanarak değişik deprem büyüklüklerinde hangi alanların nasıl etkileneceği veya bir tsunami durumunda büyüklüğüne göre kara içerisinde hangi noktalara kadar olan bölgelerin su altında kalacağı tahmin edilebilir. Bu bilgiler özellikle sismik zarar azaltma önlemleri, hazırlık çalışmaları, acil durum kararları, müdahale ve iyileştirme ile sismik güçlendirme ve iyileştirme çalışmalarında kullanılabilir. Ancak unutulmamalıdır ki deprem hasar tahminleri kesin bir hasar hesaplama işlemi değildir ama başlangıç için yaklaşık bir hasar bilgisi sağlamaktadır.

Deprem kayıp tahmini çıktıları ile yöneticiler deprem zararlarını azaltma politikalarını gözden geçirip düzenleyebilirler.

Deprem sonrası iyileştirme çalışmaları için gerekli kaynakları tahmin edebilirler.

Senaryo analizlerine göre müdahale planlarını iyileştirebilirler.

Depremden sonraki iyileştirme ve müdahale planlarını hazırlayabilirler.

Deprem sonrası enkaz kaldırma çalışmalarının planlamasını yer değiştirmek zorunda kalacak olan nüfusun ve barınma gereksinimlerinin tahminlerini yapabilirler.

Bu aşamada oluşturulacak erken uyarı sistemlerinin kurulmasında diğer disiplinlerle sıkı bir ilişki içinde çalışarak geomatik disiplininin, konumsal değişimlerin yüksek doğrulukla ölçülmesi, değerlendirilmesi ve analizi için gerekli sistemlerin tasarımlanmasında, kurulmasında ve işletilmesinde önemli görevleri bulunmaktadır. Erken uyarı sistemleri gibi yüksek doğruluk gerektiren çalışmalarda sistemin dinamizmi nedeniyle tasarımı, kurulması ve işletilmesi son derece önemlidir ve diğer disiplinlerden önemli bir veri ve bilgi paylaşımıyla yerine getirilebilir. Deprem özelinde deformasyon analizinin ve izlenmesinin başarıyla yerine getirilmesi için zamana bağlı konum değişimlerinin belirlenmesi için gerekli ölçme ve değerlendirme modellerinin ve algoritmalarının oluşturulması ve sonrasında sonuçlarının kalite bilgisiyle birlikte ilgili uzmanlıklarla karar destek sisteminin girdileri olarak görsel veya diğer araçlar kullanarak paylaşılması geomatik mühendisliği disiplinin görevlerindendir.

Müdahale Evresi Çalışmaları

Müdahale aşamasındaki en gerekli ilk bilgi afeti doğru yönetebilmek için hasarın derecesidir. Hasar tahmini günümüzde en hızlı şekilde harita mühendisliğinin temel araç ve ürünlerinden Coğrafi Bilgi Sistemleri, uydularla konum belirleme sistemleri (GNSS = GPS + GLONASS + GALILEO + BEIDOU+…), uzaktan algılama araçları ve geomatik mühendisliği yöntemlerinin sosyal medya verileri ile uygun şekilde bütünleştirilmesi ile yapılabilmektedir. Örneğin büyük bir deprem sonrası etkilenen alan hakkında uzaktan en temel ön hasar bilgilerine -önceden yapılan anlaşmalarla dünyanın istenen bölgesine yönlendirilebilen özel amaçlı uydular tarafından elde edilen- uydu görüntülerinin analizi ile saatler içinde dahi ulaşılması mümkündür.

Deprem öncesi gerekli çalışmaların yapılarak coğrafi bilgi sistemlerine aktarılmış olması durumunda müdahale aşamasında mevcut duruma göre karar verilebilmesi için yüksek doğruluk ve çözünürlükte önemli sayıda bilginin çok kısa sürede aktarımının sağlanması mümkündür. Özellikle deprem durumunda ortaya çıkması olası ikincil afetlerin izlenmesi ve yönetilmesi de geomatik mühendisliğinin modern yöntem ve ekipmanlarının kullanılması ile yerine getirilebilir.

Müdahale aşamasının hasar tespitine eşlik eden ve/veya izleyen sonraki aşaması deprem alanına arama ve kurtarma ekiplerinin yönlendirilmesidir Bu yönlendirme de yine coğrafi bilgi sistemlerinin -kapanan veya kısıtlı kapasiteli yollar veya ulaşılmasında başka sorunlar olan alanlar gibi- gerekli veri ile donatılması durumunda daha kolay ve doğru bir şekilde başarılabilir. Çünkü –gerçek zamanlı veya gerçek zamana yakın bir şekilde- gerekli verilerle beslenen bir coğrafi bilgi sistemi (CBS) ile uydularla konum belirleme sistemleri (GNSS) destekli arama kurtarma ekiplerinin minimum iletişim olanakları ile dahi en kısa ve doğru yollar kullanılarak yönlendirilmesi mümkündür. Tekrar hatırlatmak gerekir ki tüm bu çalışmaların yapılabilmesi deprem öncesi gerekli verilerin sisteme aktarılması ve deprem sonrası için olası senaryolara göre tatbikatların yapılmasıyla başarıya ulaşabilmektedir.

Deprem sonrasında elbette çok değişik müdahale gruplarının (arama, kurtarma, bina bazında hasar tespiti, enkaz kaldırma, tıbbi müdahale vb.) koordinasyonu gerekmektedir. Geçici ve kalıcı barınma alanlarının afet sonrası müdahale aşamasında -deprem öncesi yapılan planlamalarla deprem sırasında gelişebilen özellikle ikinci afetlerin söz konusu olduğu durumların dikkate alınarak- seçilmesi de önemli bir çalışmadır ki CBS, afet yöneticileri ve karar vericiler için çok önemli bir araç olacaktır.

Ayrıntılı önhasar tespiti de genellikle müdahale aşamasında içerilmesi gereken bir çalışmadır ki; günümüzde özellikle cep telefonlarının ulaşmış olduğu kapasite ve yetenekler nedeniyle deprem öncesi gerekli planlamalar ve hazırlıkların yapılması durumunda; müdahale aşamasında ayrıntılı önhasar tespiti de yapılarak -iletişimin mümkün olduğu her anda gerçek zamanlı olarak dahi- CBS içerisinde hızla ve ilgili her kullanıcıya gerekli bilgileri sağlayabilecek şekilde işlenebilir. Aynı altyapı sayesinde depremden değişik seviyede etkilenen insanların hastane veya geçici tıbbi merkezleri gibi acil yardım veya hafif tıbbi müdahale benzeri tıbbi gereksinim derecesine göre sevk edilmeleri sağlanabilir. Haber alınmadığı veya ulaşılamadığı için aranması gereken veya kayıp olarak varsayılması gereken insanların ikametgâhlarına göre aranması veya sevk edildikleri hastanelere göre kayıt altına alınması da geomatik mühendisliği veri toplama yöntem ve araçlarının yanında; günümüzde sosyal medyanın yaygın kullanımı sonucu elde edilen verilerin gerekli şekilde rafine edilmesi ve bütünleştirilmesi ile kolaylıkla yerine getirilebilecek çalışmalardandır.

Özellikle geçici veya kalıcı barınma alanlarının seçilmesi, deprem öncesi ve sonrası gerekli verilerin aktarılmasıyla CBS yetenekleri kullanılarak hızlı bir şekilde gerçekleştirilebilir. Bu tür alanların sahip olması gereken -boş olması, yeterince insanı barındırabilecek büyüklükte olması, artçı depremlerden ve ikincil afetlerden etkilenmemesi, temel insani gereksinimlerin karşılanması (su, ısınma, barınma vb.) için gerekli altyapıya sahip olması, deprem sonrası oluşan durumun hazırlık planlarında belirtilen durumdan farklılaşması durumundaki değişiklikler gibi- özelliklerinin CBS kullanarak analiz edilmesi mümkündür.

İyileştirme Evresi Çalışmaları

Coğrafi Bilgi Sistemleri iyileştirme aşamasında da çok kullanışlı bir araç olacaktır. Örneğin hayati bazı hizmetlerin ve sistemlerin sürdürülebilmesi için CBS ve GNSS kullanılabilir. Örneğin etkilenen alanların ve süreç içinde yapılandırılan alanların uydu görüntüleri yardımıyla hızlı bir şekilde analizinin yapılarak özetlenmesi mümkündür. Ayrıca CBS kullanılarak afete ilişkin bazı temel işlerin (ölü, yaralı konum ve sayıları, yıkılan, hasarlı, girilmesi sakıncalı bina konum ve sayıları, geçici ve kalıcı barınma alanlarından süreç içinde değişen nüfusunun izlenmesi ve gereksinimlerinin buna göre planlanması vb.) kaydının tutulması ve belgelenmesi işlevleri yerine getirilebilir. CBS kullanılarak enkaz ve atık kaldırma ile altyapı inşa edilmesi gibi işler; çevresel ve ekonomik birçok faktör de göz önüne alınarak yerine getirilebilir.

CBS ve GNSS kullanılarak etkilenen bölge dışında dahi bulunsalar karar vericiler için gerekli doğru bilgiler sağlanarak enkaz kaldırmanın ve kısa veya uzun erimli yeniden yapılanmanın temel bilgi ve araçları sağlanabilir. Elbette geomatik disiplininin yeniden yapılanma sürecinde kadastral durumun güncellenmesi ve yeni yerleşim alanları için riskli bölgelerden uzak alanların seçilmesi konusunda sağlayacağı altyapının yetkinlik ve etkinliği günlük çalışmaları arasında sayılabilir. Yine CBS ve GNSS yardımıyla depremin ekonomi, sağlık, güvenlik ve çevre üzerindeki etkilerinin analiz edilmesi ile kısa ve uzun erimli iyileştirme planları yapılabilir ve uygulamaya konulabilir.

Sonuç ve Öneriler

Bilim, günümüzde depremlerin nerede ve hangi büyüklükte olabileceğine dair -yaklaşık zamanını dahi tahmin ederek- önemli öngörülerde bulunabilmektedir Mühendislik ise binaların ve diğer yapıların depremden etkilenmemesi için nasıl tasarlanması ve yapılması gerektiğine ilişkin önemli bilgileri sağlamaktadır.

Her ne kadar bu yazıda geomatik mühendisliği yöntem ve araçlarından bahsedilmiş olsa da genelde afet yönetimi ve özelde deprem afetinin yönetimi birçok farklı disiplinlerden uzmanların katkısını gerektiren olgulardır. İlgili standartlara uygun üretilen ve sunulan veri ve bilgi, disiplinlerarası ortak çalışabilirliği sağlamak özelliğine de sahiptir ve çeşitli afet türleri (deprem, sel, yangın, salgın vb.) için kullanılabilecek ortak birçok veri ve bilgiye sahiptir.

CBS kullanarak doğrudan (can, mal) veya dolaylı (iş kaybı, gelir kaybı, ekonomik talep değişimleri) kayıplar ile bina ve altyapı hasarları kolaylıkla ve hızlı bir şekilde tahmin edilebilmektedir Böylece CBS yardımıyla afet yöneticilerine, karar vericilere, sivil toplum kuruluşlarına ve gönüllülere gerekli birçok bilgi sağlanabilmektedir.

Geomatik mühendisliğinin temel yöntemleri ve önemli çıktılarından/araçlarından olan CBS/GNSS, bilim ve mühendislikte kullanılan bir çok yöntemin mantıklı bir kombinasyonu ile afet yönetiminde ve dolayısı ile deprem afetinin yönetiminde de etkin olarak kullanılabilmektedir. Geomatik mühendisliği gerekli veri ve uzmanlıklar ile bütünleştirilebilmesi durumunda deprem afetinin yönetiminde hemen hemen tüm araçları sağlamaktadır.