Detection of potential afforestation fields by analytical hierarchy process and geographical information systems

Abstract

Recently, millions of hectares of forests are disappearing every year due to the effects caused by people. This situation has made the concept of deforestation one of the biggest problems of our age. Existing forests need to be protected in order to combat deforestation and ensure a sustainable forest management. However, determining the most suitable potential afforestation areas and carrying out afforestation works of these areas are of great importance. In this context, Geographical Information Systems (GIS), which is a location-based information system, can be used in order to easily examine the current situation in the digital environment for forest existence and to identify potential afforestation areas. In this study, it is aimed to determine the potential afforestation areas within Sivas province border automatically by GIS based Analytical Hierarchy Process (AHP) method. In order to determine these sites in a short time, accurately, effectively and automatically, a model builder based interface has been developed in the GIS software environment, while Matlab based user interface program has been developed to calculate the criterion weights used in AHP. The result maps obtained from the method presented were compared with the current satellite images of the study area in Google Earth and the previously projected afforestation areas spatially. As a result of this comparison, approximately 50% (Google Earth) and 51.30% (previously projected afforestation areas) overlap in the assessment made by taking into account the depth of the soil, while the overlap is approximately 70% (Google Earth) and 81.13% (previously projected afforestation areas).

Keywords

• Analytical hierarchy process
• Geographical information systems
• Afforestation
• Deforestation

Potansiyel ağaçlandırma sahalarının analitik hiyerarşi süreci ve coğrafi bilgi sistemleri ile belirlenmesi

Abstract

Son zamanlarda dünya genelinde her yıl milyonlarca hektar orman, insanlardan kaynaklanan etkilerle yok olmaktadır. Bu durum, ormansızlaşma kavramını çağımızın en büyük sorunlarından birisi haline getirmiştir. Ormansızlaşmayla mücadele etmek ve sürdürülebilir bir orman yönetimi sağlamak amacıyla mevcut ormanların korunması gerekmektedir. Bununla birlikte en uygun potansiyel ağaçlandırma sahalarının tespit edilerek bu sahaların ağaçlandırma çalışmalarının yapılması büyük önem taşımaktadır. Bu bağlamda, orman varlığı için mevcut durumun sayısal ortamda kolaylıkla irdelenebilmesi ve potansiyel ağaçlandırma sahalarının belirlenebilmesi adına konuma dayalı bilgi sistemi olan Coğrafi Bilgi Sistemleri (CBS)'nden faydalanılabilmektedir. Bu çalışmada, Sivas il sınırı içerisindeki potansiyel ağaçlandırma sahalarının CBS tabanlı Analitik Hiyerarşi Süreci (AHS) yöntemi ile belirlenmesi amaçlanmaktadır. Bu sahaların kısa sürede, doğru, etkin ve otomatik olarak belirlenebilmesi için CBS yazılımı ortamında model builder tabanlı, AHS’de kullanılan ölçüt ağırlıklarının hesaplanması işlemi için ise Matlab tabanlı kullanıcı arayüz programları geliştirilmiştir. Ortaya konulan yöntemden elde edilen sonuç haritalar ile çalışma alanının Google Earth’deki güncel uydu görüntüleri ve daha önceden projelendirilen ağaçlandırma sahaları konumsal olarak karşılaştırılmıştır. Bu karşılaştırma sonucunda toprak derinliği hesaba katılarak yapılan değerlendirmede yaklaşık %50 (Google Earth) ve %51.30 (önceden projelendirilen ağaçlandırma sahaları) civarında bir örtüşme söz konusu iken kadastral durum dikkate alınarak yapılan değerlendirmede örtüşme yaklaşık %70 (Google Earth) ve %81.13 (önceden projelendirilen ağaçlandırma sahaları) civarındadır.

Keywords

• Analitik hiyerarşi süreci
• Coğrafi bilgi sistemleri
• Ağaçlandırma
• Ormansızlaşma

References

1. AA. (2018). https://www.aa.com.tr/tr/turkiye/tema-ankara-temsilcisi-ozer-turkiye-yilda-750-milyon-ton-toprak-kaybediyor/1329955, (Erişim Tarihi: 15 Aralık 2018).
2. Aboumarsa, H. Y., & Karagöz, M.Ö. (2015). Verimliliğe Etki Eden Faktörler. İ.Ü. Orman Fakültesi Orman Mühendisliği Bölümü Toprak İlmi ve Ekoloji Anabilim Dalı, Bitki Beslenme Ders kitabı, İstanbul.
3. Alparslan, E., & Aydöner, C. (2004). Arazi Kullanım Kabiliyet Sınıfı Bilgilerinin Topoğrafya Bilgileriyle Birlikte Analizi: Kocaeli İli Uygulaması. 3. Coğrafi Bilgi Sistemleri Bilişim Günleri, 41-46.
4. Ateşoğlu, A. (2015). Remote sensing and GIS applications for suitable afforestation area selection in Turkey. Journal of the Faculty of Forestry Istanbul University, 65(1), 53-59.
5. Bhagat, V. S. (2009). Use of Landsat ETM+ data for detection of potential areas for afforestation. International Journal of Remote Sensing, 30(10), 2607-2617.
6. Bunruamkaew, K., & Murayam, Y. (2011). Site suitability evaluation for ecotourism using GIS & AHP: A case study of Surat Thani province, Thailand. Procedia-Social and Behavioral Sciences, 21, 269-278.
7. Ciritci, D., & Türk, T. (2019). Alternatif katı atık depolama alanlarının analitik hiyerarşi süreci ve coğrafi bilgi sistemleri ile otomatik olarak belirlenmesi: Sivas ili örneği. Jeodezi ve Jeoinformasyon Dergisi, 6(1), 61-74.
8. Con, E., Fındık, S., Gem, E., Yener, Y., Korkmaz, M., Ateşoğlu, A., Nefeslioğlı, H.A., Tolunay, A., Akgün, A., Göl, C., Erpul, G., Küçükkay, İ., Doğan, O., Mutlu, Ö.M., & Bilir, H. (2013). Potansiyel Ağaçlandırma Sahaları Veritabanı ile Havza İzleme Sisteminin Geliştirilmesi (Y401-G500000 no’lu TÜBİTAK Projesi).

9. Deniz, T., & Ok, K. (2016). Erozyon kontrolü çalışmalarında değer analizi. Journal of the Faculty of Forestry Istanbul University, 66(1), 139-158.
10. Dubovyk, O., Menz, G., & Khamzina, A. (2016). Land suitability assessment for afforestation with Elaeagnus angustifolia L. In degraded agricultural areas of the lower amudarya river basin. Land Degradation & Development, 27(8), 1831-1839.
11. Eslami, A., Roshani, M., & Hassani, M. (2010). The application of GIS in selection of suitable species for afforestation in southern forest of caspian sea. Research Journal of Environmental Sciences, 4(3), 223-236.
12. Gönensin, S. (1992). Peyzaj mimarları için bazı toprak özelliklerinin arazide belirlenmesi ve değerlendirilmesinin pratik esasları. İstanbul Üniversitesi Orman Fakültesi Dergisi, 42(1-2), 139-155.
13. Göral, R. (2015). E-WOM’A dayali çok kriterli karar verme teknikleri ile en uygun otelin belirlenmesi ve bir uygulama. Selçuk Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Dergisi, (33), 1-17.
14. Gürkaynak, M. (2014). Potansiyel Ağaçlandırma Sahalarının Önceliklerinin Belirlenmesinde CBS'nin Kullanılması (Yüksek Lisans Tezi). Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Kahramanmaraş, Türkiye.
15. Hossain, M. S., Lin, C. K., & Hussain, M. Z. (2003). Remote sensing and GIS applications for suitable mangrove afforestation area selection in the coastal zone of Bangladesh. Geocarto International, 18(1), 61-65.
16. Kuşcu Şimşek, Ç., Türk, T., & Ödül, H. (2019). CBS tabanlı Analitik Hiyerarşi Süreci ile Yamaç Paraşütü Sahalarının Belirlenmesi. Journal of Geography, (38), 1-10.
17. Macharis, C., Springael, J., De Brucker, K., & Verbeke, A. (2004). PROMETHEE and AHP: The design of operational synergies in multicriteria analysis.: Strengthening PROMETHEE with ideas of AHP. European journal of operational research, 153(2), 307-317.
18. Mahdavi, A., Ghasemi, M., & Jafarzadeh, A. (2017). Determination of suitable areas for reforestation and afforestation with indigenous species. Caspian Journal of Environmental Sciences, 15(1), 29-46.
19. Min, H. (1994). Location analysis of international consolidation terminals using the analytic hierarchy process. Journal of Business Logistics, 15(2), 25.
20. Moeinaddini, M., Khorasani, N., Danehkar, A., & Darvishsefat, A. A. (2010). Siting MSW landfill using weighted linear combination and analytical hierarchy process (AHP) methodology in GIS environment (case study: Karaj). Waste management, 30(5), 912-920.
21. Muğla, M.K. (2019). Potansiyel ağaçlandırma sahalarının belirlenmesinde Coğrafi Bilgi Sistemleri'nin kullanılması: Sivas ili örneği (Yüksek Lisans Tezi). Sivas Cumhuriyet Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Sivas, Türkiye.
22. OGM. (2012). Ağaçlandırma Yönetmeliği (28390 sayılı TC Resmi Gazete).
23. OGM. (2015). Hazinenin Özel Mülkiyetinde veya Devletin Hüküm ve Tasarrufu Altında Taşınmazların Bulunan Taşınmazların Orman Rejimine Alınma Usul ve Esasları (13.4.2015 tarih ve 2015/1 sayılı tamim). OGM Kadastro ve Mülkiyet Daire Başkanlığı, Ankara.
24. OGM. (2018). http://www.ogm.gov.tr/ekutuphane/Yayinlar/Orman%C4%B1n%20Faydalar%C4%B1.pdf, (Erişim Tarihi: 15 Ekim 2018).
25. OGM. (2019). https://www.ogm.gov.tr/ekutuphane/Sunumlar/A%C4%9Fa%C3%A7land%C4%B1rma%20Et%C3%BCt%20ve%20Proje %20%C5%9Eubesi.pdf , (Erişim Tarihi: 15 Ekim 2018).
26. Piran, H., Maleknia, R., Akbari, H., Soosani, J., & Karami, O. (2013). Site selection for local forest park using analytic hierarchy process and geographic information system (case study: Badreh County). International Research Journal of Applied and Basic Sciences, 6(7), 930-935.
27. Saaty, T. L. (1977). A scaling method for priorities in hierarchical structures. Journal of mathematical psychology, 15(3), 234-281.
28. Saaty, T. L. (1980). The Analytic Hierarchy Process: Planning, Priority Setting. Resource Allocation. New York: McGraw-Hill.
29. Saaty, T. L. (2008). Decision making with the analytic hierarchy process. International journal of services sciences, 1(1), 83-98.
30. Sivas Valiliği. (2019). http://www.sivas.gov.tr/ilimiz-hakkinda-genel-bilgiler, (Erişim Tarihi: 30 Ocak 2019).
31. Tavşanoğlu, F. (1974). Sel Yataklarının Tahkimi. Dağlık Arazi Dere Havzalarında Sel Kontrolü, İstanbul
32. Türk, T. (2008). Adres Kayıt Sistemi ile Kent Bilgi Sistemleri’nin Bütünleştirilmesi. HKM Jeodezi, Jeoinformasyon ve Arazi Yönetimi Dergisi, 2, 99.
33. Türk, T. (2011). Türkiye’de Meydana Gelen Suçların Coğrafi Bilgi Sistemleri CBS ile İncelenmesi. Jeodezi ve Jeoinformasyon Dergisi, (104), 14-20.
34. Ustaoğlu, E., & Aydınoğlu, A. C. (2020). Site suitability analysis for green space development of Pendik district (Turkey). Urban Forestry & Urban Greening, 47, 126542.
35. van Loi, N. (2008). Use of GIS Modelling in Assessment of Forestry Land’s Potential in Thua Thien Hue Province Of Central Vietnam (Doktora Tezi). Georg-August-Universität Göttingen, Mathematical and Natural Science Faculties, Göttingen, Almanya.
36. Yaralıoğlu, K. (2001). Performans değerlendirmede analitik hiyerarşi proses. Dokuz Eylül Üniversitesi İktisadi İdari Bilimler Fakültesi Dergisi , 16(1), 129-142.