Production of Route Maps in Haghway Project by Unmanned Aerial Vehicle (UAV)

Abstract

Unmanned aerial vehicles, which were used only for military and surveillance purposes in the beginning, have started to find a place for themselves in engineering applications, scientific studies and civilian uses with the decrease in costs and increase in accessibility with the developing technology in recent years. Unmanned aerial vehicles developed for non-military uses are frequently used in areas such as agriculture, mining, construction, natural disaster monitoring, meteorology, archeology, especially cartography. Unmanned aerial vehicles have various active or passive sensors to collect data from these areas, and they can obtain high-accuracy data with these sensors. It can produce low-cost, sensitive, fast and analytical solutions compared to manned aircraft or satellite images. Within the scope of this study, the use of unmanned aerial vehicles in various fields and the sensors they carry will be emphasized. Also, future prospects of unmanned aerial vehicle applications will be presented.

Keywords

• UAV
• Digital Terrain Model
• Photogrammetry
• Highway Project

Karayolu Projelerinde Güzergah Haritalarının İnsansız Hava Aracı (İHA) ile Üretilmesi

Abstract

Günümüzde modern ölçme sistemleri arasında yer alan İnsansız Hava Araçları (İHA)’ lar, son zamanlarda birçok kulanım alanları olduğu gibi karayolu projelerinde de kullanılmaktadır. Karayolu projelerinde, proje güzergahı yatay (aliyman-kurb) ve düşey (profil-boykesit) hatlarının geometrik elemanlarının hesaplanması ve sonrasında toprak hareketi olarak da ifade edilen kazı dolgu miktarlarının (kübaj) belirlenmesi, proje altlığı olan sayısal hâlihazır haritaların doğruluğu ve hassasiyeti ile doğrudan ilişkilidir. Bu çalışmada İnsansız Hava Aracı ile elde edilen verilerden karayolu projelerine altlık olan güzergah haritalarının (şeritvari) yapımına yönelik bir araştırma yapılmıştır. Çalışma alanı olarak Karayolları 5.Bölge Müdürlüğü yol ağında bulunan Mersin-Fındıkpınarı İl Yolu proje güzergahının yaklaşık 2 km lik bir kesimi kullanılmıştır. Çalışma alanında belirlenen güzergahın yaklaşık 100 m sağ ve 100 m solunda 200 m genişliğinde bir koridorda önceden belirlenen uçuş planı doğrultusunda İHA ile 195 m yükseklikte %70 enine, %85 boyuna bindirmeli görüntüler alınmıştır. Bu görüntülerin fotogrametri teknikleriyle değerlendirilmesi sonucu belirlenen koridorun Sayısal Arazi Modeli ve Güzergah Haritası üretilmiştir. Çalışma alanın önceden yersel yöntemle elde edilen yüksek doğruluklu 1/1000 ölçekli halihazır haritası ile İHA fotogrametri yöntemi ile üretilen halihazır haritası arasında belirlenen ortak bir alanda örnek karayolu projesi uygulaması ile hacim hesabı yapılmış olup çalıma alanı içerisinde farklı iki alanda kesit kontrolü yapılarak her iki yöntemle üretilen SAM (Sayısal Arazi Modeli) karşılaştırılmıştır. Ayrıca referans olarak kullanılan YKN‘na ilave olarak sahada detay noktaları koordinatları RTK GPS tekniği ile ölçülerek üretilen ortofoto haritanın konum doğruluğu ve iki yöntem arasında yaklaşık maliyet karşılaştırması yapılmıştır.

Keywords

• İHA
• Sayısal Arazi Modeli
• Fotogrametri
• Karayolu Proje

References

1. Aktaş A, Çınar, M. C., Birdal, C. & Türk, T. (2016). İHA İle Elde Edilen Verilerin Değerlendirilmesinde Yaygın Olarak Kullanılan Yazılımların Karşılaştırılması VI. Uzaktan Algılama ve Coğrafi Bilgi Sistemleri Sempozyumu (UZAL CBS 2016), 05-07 Ekim 2016. Adana
2. Alptekin, A. & Yakar, M. (2020a). Determination of pond volume with using an unmanned aerial vehicle. Mersin Photogrammetry Journal, 2(2), 59-63.
3. Alptekin, A. & Yakar, M. (2020b). Heyelan bölgesinin İHA kullanarak modellenmesi. Türkiye İnsansız Hava Araçları Dergisi, 2 (1) , 17-21.
4. Alptekin, A., Çelik, M. Ö., Kuşak, L., Ünel, F. B. & Yakar, M. (2019). Anafi Parrot’un heyelan bölgesi haritalandırılmasında kullanımı. Türkiye İnsansız Hava Araçları Dergisi, 1(1), 33-37.
5. Ceylan, M. C. & Uysal, M. (2021). İnsansız hava aracı ile elde edilen veriler yardımıyla ağaç çıkarımı. Türkiye Fotogrametri Dergisi, 3 (1), 15-21. DOI: 10.53030/tufod.912501
6. Erdoğan, A., Kabadayı, A. & Akın, E. S. (2021). Kültürel Mirasın Fotogrametrik Yöntemle 3B Modellenmesi: Karabıyık Köprüsü Örneği. Türkiye İnsansız Hava Araçları Dergisi, 3 (1), 23-27. DOI: 10.51534/tiha.911147
7. Erdoğan, E. (2016). Şeritvari Haritaların İHA İle Üretimi. Yüksek Lisans tezi, Selçuk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Konya, 48s
8. Erten, E., Çelik, M. F. & Şahin, Z. M. (2018). TANDEM-X Sayısal Yükseklik Modelinin Oluşturulması. Harita Dergisi, 84 (160),47-54.

9. Hamal, S. N. G. (2022). Accuracy of digital maps produced from UAV images in rural areas. Advanced UAV, 2(1), 29–34.
10. Hamal, S. N. G., Sarı, B. & Ulvi, A. (2020). Using of Hybrid Data Acquisition Techniques for Cultural Heritage a Case Study of Pompeiopolis. Türkiye İnsansız Hava Araçları Dergisi, 2 (2), 55-60.
11. Hamal, S. N. G., Ulvi, A. & Yiğit, A. Y. (2021). Three-Dimensional Modeling of an Object Using Underwater Photogrammetry. Advanced Underwater Sciences, 1(1), 11–15.
12. Hamal, S. N. G., Ulvi, A., Yiğit, A. Y. & Yakar, M. (2022). Su Altı Yapılarının 3B Modellemesi ve Dokümantasyonunda Kullanılan Video ve Fotoğraf Çekimi Yöntemlerinin Karşılaştırmalı Analizi. Journal of the Institute of Science and Technology, 12 (4), 2262-2275.
13. Kabadayı, A. (2022). Maden Sahasının İnsansız Hava Aracı Yardımıyla Fotogrametrik Yöntemle Haritalanması. Türkiye İnsansız Hava Araçları Dergisi, 4(1), 19-23.
14. Karkınlı, A. E., Kesikoğlu, E., Kesikoğlu, M. H., Atasever, U. H., Özkan, C., Civicioğlu, P. & Beşdok. E. (2015). İnsansız Hava Araçları İle Sayısal Arazi Modeli Üretimi, TUFUAB VIII. Teknik Sempozyumu 23-25 Mayıs 2015, Konya
15. Kaya, Y., Şenol, H. İ., Memduhoğlu, A., Akça, Ş., Ulukavak, M. & Polat, N. (2019). Hacim hesaplarında İHA kullanımı: Osmanbey Kampüsü Örneği. Türkiye Fotogrametri Dergisi, 1 (1), 7-10.
16. KGM (2022). Karayolu Tasarım El Kitabı, 165s
17. Kök, B. V. (2019). Karayolu Mühendisliği ve Tasarımı, Nobel Akademik Yayıncılık,ISBN: 9786050330397, 200s.
18. Seki, M., Tiryakioğlu, İ. & Uysal, M. (2017). Farklı Veri Toplama Yöntemleri İle Yapılan Hacim Hesaplarının Karşılaştırılması. Geomatik Dergisi, 2(2), 106-111.
19. Siebert, S. & Teizer, J. (2014). Mobile 3D Mapping For Surveying Earthwork Using An Unmanned Aerial Vehicle (UAV). Automation İn Construction, 41, 1-14.
20. Tercan, E. (2017). Karayolu Projelerinde İnsansız Hava Aracı İle Üretilen Sayısal Arazi Modelinin Değerlendirilmesi, Bucak Kocaaliler Yolu Örneği. Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 8(82), 172-18.
21. Toprak, A. S. (2014). Fotogrametrik Tekniklerin İnsansız Hava Araçları İle Mühendislik Projelerinde Kullanılabilirliğinin Araştırılması Yüksek Lisans tezi. Selçuk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Konya, 2014,
22. Ulvi, A. (2015). Metrik olmayan dijital kameraların hava fotogrametrisinde yakın resim çalışmalarda (yere yakın yüksekliklerde) kullanılabilirliği üzerine bir çalışma. Doktora tezi, Selçuk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Konya, 188s.
23. Ulvi, A., Yakar, M., Yiğit, A. Y. & Kaya, Y. (2019). The use of photogrammetric techniques in documenting cultural heritage. The example of Aksaray Selime Sultan Tomb. Universal Journal of Engineering Science, 7(3), 64-73.
24. Ulvi, A., Yakar, M., Yiğit, A. Y. & Kaya, Y. (2020). İHA ve yersel fotogrametrik teknikler kullanarak Aksaray Kızıl Kilise’nin 3 Boyutlu nokta bulutu ve modelinin üretilmesi. Geomatik Dergisi, 5(1), 22-30.
25. Uysal, M., Toprak, A. S. & Polat, N. (2015). DEM generation with UAV photogrammetry and accuracy analysis in Sahitler Hill. Measurement, 73, 539- 543, doi: 510.1016/j.measurement.2015.1006.1010.
26. Uysal, M., Toprak, A. S. & Polat, N. (2015). İnsansız hava araçları ile Sayısal Arazi Modeli Üretimi. TUFAB VIII. Teknik Sempozyumu, 20-23 Mayıs 2015, Konya.
27. Ünel, F. B., Kuşak, L., Çelik, M. Ö., Alptekin, A. & Yakar, M. (2020). Kıyı çizgisinin belirlenerek mülkiyet durumunun incelenmesi. Türkiye Arazi Yönetimi Dergisi, 2(1), 33-40.
28. Yakar M. (2009). Digital elevation model generation by robotic total station instrument. Experimental Techniques, 33(2), 52–59.
29. Yakar, M. & Doğan, Y. (2017). Mersin Silifke Mezgit Kale Anıt Mezarı Fotogrametrik Rölöve Alımı ve Üç Boyutlu Modelleme Çalışması. Geomatik, 2 (1), 11- 17.
30. Yakar, M. & Doğan, Y. (2019). 3D Reconstruction of Residential Areas with SfM Photogrammetry. Conference of the Arabian Journal of Geosciences, Hammamet, Tunisia, 73-75.
31. Yakar, M. & Fidan, Ş. (2019). Topografya, Konya, Atlas Akademi.
32. Yakar, M. & Yılmaz, H. M. (2008). Kültürel miraslardan tarihi Horozluhan’in fotogrametrik rölöve çalışması ve 3 boyutlu modellenmesi. Selçuk Üniversitesi Mühendislik, Bilim ve Teknoloji Dergisi, 23(2), 25-33.
33. Yakar, M. & Yilmaz, H. M. (2008). Using in volume computing of digital close range photogrammetry. The İnternational Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences. Vol. XXXVII. Part B3b.
34. Yakar, M. (2011). Using close range photogrammetry to measure the position of inaccessible geological features. Exp Tech, 35, 54–59.
35. Yakar, M., Orhan, O., Ulvi, A., Yiğit, A. Y. & Yüzer, M. M. (2015). Sahip Ata Külliyesi Rölöve Örneği. TMMOB Harita ve Kadastro Mühendisleri Odası, 10.
36. Yakar, M., Yılmaz, H. M., Mutluoğlu, H. M., (2009). Hacim Hesaplamalarında Laser Tarama ve Yersel Fotogrametrinin Kullanılması, TMMOB Harita ve Kadastro Mühendisleri Odası 12. Türkiye Harita Bilimsel ve Teknik Kurultayı , Ankara
37. Yakar, M., Yilmaz, H. M. & Mutluoglu, O. (2010). Close range photogrammetry and robotic total station in volume calculation. International Journal of the Physical Sciences. 5(2), 086-096.
38. Yiğit, A. Y. & Ulvi, A. (2020). İHA fotogrametrisi tekniği kullanarak 3B model oluşturma: Yakutiye Medresesi Örneği. Türkiye Fotogrametri Dergisi, 2(2), 46-54.
39. Yiğit, A. Y., Orhan, O. & Ulvı̇, A. (2020). Investigation of the rainwater harvesting potential at the Mersin University, Turkey. Mersin Photogrammetry Journal, 2(2), 64-75.
40. Yilmaz, H. M. & Yakar, M. (2008). Computing Of Volume Of Excavation Areas By Digıtal Close Range Photogrammetry. Arabian J. Sci. Eng. 33(1A), 63-78
41. Yilmaz, H. M. (2010). Close range photogrammetry in volume computing. Experimental Techniques, 34(1), 48-54.
42. Yilmaz, H. M., Yakar, M. & Yildiz, F. (2008). Digital photogrammetry in obtaining of 3D model data of irregular small objects. The International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, 37, 125-130.
43. Zıba, H. E. & Yılmaz, H. M. (2019). Karayolu Projeleri İçin iha İle Şeritvari Harita Üretimi. Türkiye İnsansız Hava Araçları Dergisi, 1(1), 23-32.