Su Yüzey Alanlarının Belirlenmesinde Kullanılan Spektral İndekslerin Performans Analizi: Berdan (Tarsus) Baraj Gölü Örneği

Year 2024, Volume: 59 Issue: 1, 42 - 56, 18.07.2024

Sevim Yasemin Çiçekli

https://doi.org/10.70054/geosound.1479721

Abstract

Nüfus artışı ile birlikte su ve sulak alanların yönetimi konusu büyük önem kazanmıştır. Teknolojideki gelişmeler sayesinde, uzaktan algılama çalışmalarında su ve sulak alanların gözlenmesinde uydu teknolojileri sıklıkla kullanılmaya başlanmıştır. Bu araştırmanın temel amacı, Sentinel-2B verilerini kullanarak NDWI, MNDWI ve WRI bant oranlama tekniklerinin doğruluğunu araştırmaktır. Çukurova, Türkiye için tarımsal faaliyetler açısından en önemli bölgelerinden biridir, bu nedenle sulama faaliyetlerinin yönetimi konusu büyük bir önem taşımaktadır. Berdan (Tarsus) Barajı, Çukurova bölgesi için önemli bir sulama kaynağı olan Berdan Nehri üzerinde yer almaktadır. Bu çalışmada; 3 Ocak 2024 tarihinde elde edilen Sentinel-2B uydu görüntüsü Berdan Baraj Gölü alanını belirlemek için kullanılmıştır. NDWI, MNDWI ve WRI bant oranlama teknikleri kullanılarak, Berdan Baraj Gölü alanı tespit edilmiştir. Tüm yöntemler için doğruluk analizleri yapılmıştır. NDWI tekniği %98, MNDWI tekniği %97 ve WRI tekniği %98.5 doğruluk sağlamıştır. WRI en yüksek doğruluğu sağlarken, MNDWI en düşük doğruluğu sağlamıştır. Su alanlarında bant oranlama tekniklerinin, yüksek doğruluk sağladığı ve tüm yöntemlerin kullanılabileceği tespit edilmiştir.

Keywords

Normalize Edilmiş Fark Su İndeksi, Değiştirilmiş Normalize Edilmiş Fark Su İndeksi, Su Oranı İndeksi, Uzaktan Algılama, Sentinel-2

Performance Analysis of Spectral Indices Used in Determination of Water Body Surface: The Case of Berdan (Tarsus) Reservoir

Abstract

With population growth, the management of water and wetlands has gained great importance. Thanks to developments in technology, satellite technologies have begun to be used frequently in remote sensing studies to observe water and wetlands. The main purpose of this research is to investigate the accuracy of NDWI, MNDWI and WRI band ratio techniques using Sentinel-2B data. Çukurova is one of the most important regions for Turkey in terms of agricultural activities, so the management of irrigation activities is of great importance. Berdan (Tarsus) Reservoir is located on the Berdan River, which is an important irrigation source for the Çukurova region. In this study; Sentinel-2B satellite image obtained on January 3, 2024 was used to determine the Berdan Reservoir area. Using NDWI, MNDWI and WRI band ratio techniques, the Berdan Reservoir area was determined. Accuracy analyses were performed for all methods. NDWI technique provided 98% accuracy, MNDWI technique provided 97% accuracy and WRI technique provided 98.5% accuracy. WRI provided the highest accuracy, while MNDWI provided the lowest accuracy. It has been determined that band proportioning techniques in water areas provide high accuracy and all methods can be used.

Keywords

Normalized Difference Vegetation Index, Modified Normalized Difference Vegetation Index, Water Ratio Index, Remote Sensing, Sentinel-2

References

• Aksoy T., Sarı S., Çabuk A., 2019. Sulak alanların yönetimi kapsamında su indeksinin uzaktan algılama ile tespiti, Göller Yöresi. GSI Journals Serie B: Advancements in Business and Economics, 2(1):35-48 . Çetinkaya B., Toz G., 2007. Coğrafi Veri Seçim İşlemi Sonuçlarının Değerlendirilmesinde Hata Matrisinin Kullanımı. İtü Dergisi, 6(5-6):59-68.
• Davarcı, M. A., 2011. 2006-2010 yılları arasında seyhan ve yüreğir ilçelerinde uzaktan algılama ile ekili ürün değişimi tespiti, Ç.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, Adana, 114 s.
• Deoli V., Kumar D., Kuriqi A., 2022. Detection of water spread area changes in Eutrophic Lake using landsat data. Sensors, 22(6827):1-15.
• ESA, 2024. European Space Agency Data Hub. Online, https://scihub.copernicus.eu/dhus/#/home Fındık, Ö. 2000. Berdan Baraj Gölü (İçel) bentik faunası. Ç.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, Adana, 42 s. Laonamsai, J., Julphunthong, P., Saprathet, T., Kimmany, B., Ganchanasuragit, T., Chomcheawchan, P., Tomun, N. 2023. Utilizing NDWI, MNDWI, SAVI, WRI, and AWEI for estimating erosion and deposition in Ping River in Thailand. Hydrology, 10(3), 70:1-25.
• Ma F., Wang Q., Zhang M., 2018. Dynamic changes of wetland resources based on MODIS And Landsat image data fusion. EURASIP Journal on Image and Video Processing, 2018(63): 1-10.
• McFeeters, S.K. 1996. The use of the normalized difference water index (NDWI) in the delineation of open water features. Int. J. Remote Sens, 17:1425–1432.
• Mutlu, A. Z., Kazancı, B., Özçetin, A. Y., Sarıyılmaz, F. B., 2020. Akşehir Gölü zamansal değişiminin bant oranlama yöntemleri ile belirlenmesi. Türkiye Uzaktan Algılama Dergisi (TUZAL), 2(1): 22-28.
• Otsu, N. A. 1979. Threshold Selection Method from Gray-Level Histograms. IEEE Trans. Syst. Man. Cybern, 9: 62–66. Shen, L, Li, C. 2010. Water body extraction from Landsat ETM+ imagery using adaboost algorithm. In Proceedings of the 18th International Conference on Geoinformatics, Beijing, China, 1–4.
• Şekertekin, A., Çiçekli, S. Y., Arslan, N. 2018. Index-Based Identification of Surface Water Resources Using Sentinel-2 Satellite Imagery. 2nd International Symposium on Multidisciplinary Studies and Innovative Technologies (ISMSIT), 610-614.
• Xu, H., 2006. Modification of Normalised Difference Water Index (NDWI) to enhance open water features in remotely sensed imagery, International Journal of Remote Sensing, 27(14): 3025–3033.
• Yener, H., Koç, A., Çoban, H. O., 2006. Uzaktan algılama verilerinde sınıflandırma doğruluğunun belirlenmesi yöntemleri, İstanbul Üniversitesi Orman Fakültesi Dergisi, Seri B, 56/2.
• Yılmaz, O. S., 2023. Uzaktan algılama teknikleri ile su yüzeylerinin tespit edilmesinde kullanılan su çıkarma indekslerinin performans analizi. Türk Uzaktan Algılama ve CBS Dergisi, 4(2), 242-261.