Analyzing green-blue infrastructures using geographical information systems and remote sensing: A case study of Isparta

Year 2025, Volume: 26 Issue: 1, 87 - 96, 28.03.2025

Elif Ela Nur Yavuz , E. Seda Arslan

Abstract

The environmental issues arising from urbanization have spurred the development of urban planning approaches that conserve nature and ecosystems. Nature-based planning supports the formation of sustainable cities by promoting permeable surfaces and increasing biodiversity-supporting practices within metropolitan areas. In this context, the environmentally friendly approach known as blue-green infrastructure (BGI) has been adopted as a suitable method for mitigating the effects of climate change, which is recognized globally as an environmental issue and enhances urban resilience. Green infrastructure (GI) encompasses various components such as parks, gardens, forests, woodlands, and other open spaces, while blue infrastructure (BI) is specifically designed for water management and sustainability. In terms of improving urban life quality and preserving ecosystems, analyzing existing urban BGI using satellite imagery within a Geographic Information System (GIS) framework could facilitate the development of strategies to reduce the impacts of climate change in cities. Accordingly, in this study, BGI within the central district boundaries of Isparta City has been analyzed based on criteria such as size, quality, and impact area using QGIS software and remote sensing technologies. The role/effectiveness of BGI in mitigating potential climate change effects has been evaluated within this context. Additionally, a socio-ecological assessment was conducted to analyze the relationship between population and infrastructure based on transportation options in neighborhoods with BGI.

Keywords

Geographic information systems, Climate change, Blue infrastructure, Green infrastructure, Remote sensing

Supporting Institution

TUBİTAK

Thanks

2209-A - Üniversite Öğrencileri Araştırma Projeleri Destekleme Programı kapsamında yazarlar Tubitak'a teşekkürlerini sunarlar

Coğrafi bilgi sistemleri ve uzaktan algılama kullanarak mavi-yeşil altyapıların analizi: Isparta örneği

Abstract

Kentleşme sürecinin doğurduğu çevresel sorunlar, doğa ve ekosistemi koruyan kentsel planlama yaklaşımlarının gelişmesine neden olmuştur. Doğa ve ekosistem temelli planlama yaklaşımları, kentlerde geçirgen yüzeylerin oluşturulması, biyoçeşitliliği destekleyen uygulamaların artırılması açısından sürdürülebilir kentlerin oluşumuna katkı sağlamaktadır. Bu kapsamda çevre dostu olarak kabul edilmiş mavi-yeşil altyapı (MYA) yaklaşımı küresel bir sorun olarak görülen iklim değişikliğinin etkilerinin azaltılması ve kentsel dirençliliğin sağlanması için uygun bir yaklaşım olarak benimsenmektedir. Yeşil altyapılar (YA), parklar, bahçeler, ormanlar, koruluklar ve diğer açık alanlar gibi farklı bileşenleri içerebilirken mavi altyapılar (MA) ise su yönetimi ve sürdürülebilirliği için planlanmıştır. Bu açıdan kentsel yaşam kalitesinin artırılması ve ekosistemlerin korunması için Coğrafi Bilgi Sistemi (CBS) tabanında mevcut kentsel MYA’ların uydu görüntüleri kullanılarak analizinin yapılmasının kentlerde iklim değişikliği etkilerinin azaltılması için stratejiler geliştirilmesinde olanak sağlayabileceği öngörülmektedir. Buna göre bu çalışmada Isparta kenti merkez ilçe sınırlarında yer alan MYA’lar, bir CBS yazılımı olan QGIS programı ve uzaktan algılama (UA) teknolojileri kullanılarak büyüklük, nitelik, etki alanı gibi kriterlere göre analiz edilip iklim değişikliğinin olası etkilerini azaltmadaki rolü/etkisi bağlamında değerlendirilmiştir. MYA bulunan mahalle ve çevresindeki ulaşım olanaklarına göre de analiz edilen altyapılarla nüfusun ilişkisi de kurularak sosyo-ekolojik bir değerlendirme gerçekleştirilmiştir.

Keywords

Coğrafi bilgi sistemleri, İklim değişikliği, Mavi altyapı, Yeşil altyapı, Uzaktan algılama

References

• Aksoy, T., Serhat, 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.
• Andersson, E., Langemeyer, J., Borgström, S., Mcphearson, T., Haase, D., Kronenberg, J., Röschel, L., 2019. Enabling green and blue infrastructure to improve contributions to human well-being and equity in urban systems. Bioscience, 697: 566-574.
• Aram, F., García, E. H., Solgi, E., Mansournia, S., 2019. Urban green space cooling effect in cities. Heliyon, 5(4): 8-19.
• Arnberger, A., Macháč, J., Brabec, J., 2022. Exploring public preferences and preference heterogeneity for green and blue infrastructure in urban green spaces. Urban Forestry, Urban Greening, 75: 127-695.
• Arslan, E.S., Örücü, Ö.K., 2024. Spatial analysis of infrastructure types in Kızıldağ National Park using remote sensing and GIS. 1st International Conference of Environmental Remote Sensing and GIS, 11-12 July 2024, Zagreb, Croatia, pp. 71.
• Askan, G., Yılmaz, H., 2016. Erzincan kenti açık-yeşil alanlarında kullanılan bitkisel materyalin belirlenmesi. Erzincan University Journal of Science and Technology, 91: 57-74.
• Azami, M., Gündoğan, R., Yakupoğlu, T., 2017. Farklı kaynaklardan üretilmiş sayısal yükseklik modelleri kullanılarak oyuntu erozyonunun bazı topoğrafik karakteristiklerinin belirlenmesi. Toprak Bilimi ve Bitki Besleme Dergisi, 51: 9-21.
• Baylan, E., Demir, A., 2020. Yeşil altyapı sisteminde sulak alanlar; dönemeç deltası:Van Örneği. Peyzaj, 2(1), 46-56.
• Bellezoni, R. A., Meng, F., He, P., Seto, K. C., 2021. Understanding and conceptualizing how urban green and blue infrastructure affects the food, water, and energy nexus: A synthesis of the literature. Journal of Cleaner Production, 289: 125825.
• Bernstein, L., Bosch, P., Canziani, O., Chen, Z., Christ, R., Riahi, K., 2008. IPCC, 2007: Climate Change 2007: Synthesis Report. Geneva: IPCC. ISBN 2-9169-122-4.
• Bijaber, N., Rochdi, A., Yessef, M., El Yacoubi, H., 2024. Mapping the structural vulnerability to drought in Morocco. International Journal of Engineering and Geosciences, 92: 264-280.
• Chen, X., Hu, T., Ren, F., Chen, D., Li, L., Gao, N., 2014. Landscape analysis of geographical names in Hubei province, China. Entropy, 16(12): 6313-6337.
• Chouari, W., 2024. Assessment of vegetation cover changes and the contributing factors in the Al-Ahsa Oasis using Normalized Difference Vegetation Index (NDVI). Regional Sustainability, 5(1): 100111.
• Coşkun Hepcan, Ç., 2019. Kentlerde iklim değişikliği ile mücadele için yeşil altyapı çözümleri. İklim Değişikliği Eğitim Modülleri Serisi, İklim Değişikliği Alanında Ortak Çabaların Desteklenmesi Projesi (İklinIN), Ankara.
• Cüce, B., Ortaçeşme, V., 2020. Kentsel yeşil alanlara erişilebilirlik. Peyzaj, 2(2): 65-77.
• Çetin, M., 2015. Determining the bioclimatic comfort in Kastamonu city. Environmental Monitoring and Assessment, 187: 1-10.
• Çetin, M., Sevik, H., Yigit, N., 2018. Climate type-related changes in the leaf micromorphological characters of certain landscape plants. Environmental Monitoring and Assessment, 190: 1-9.
• Demirbaş, M., Aydın, R., 2020. 21. Yüzyılın en büyük tehdidi: küresel iklim değişikliği. Ecological Life Sciences, 15(4): 163-179.
• Dervişoglu, A., Bilgilioğlu, B. B., Yağmur, N., 2020. Comparison of pixel-based and object-based classification methods in determination of wetland coastline. International Journal of Environment and Geoinformatics, 7(2): 213-220.
• Du Toit, M. J., Cilliers, S. S., Dallimer, M., Goddard, M., Guenat, S., Cornelius, S. F., 2018. Urban green infrastructure and ecosystem services in Sub-Saharan Africa. Landscape and Urban Planning, 180: 249-261.
• El-Bouhali, A., Amyay, M., Ech-Chahdi, K. E. O., 2024. Combined impact of drought and land use changes on water resources in the Tabular Middle Atlas, Morocco. Revista De Estudios Andaluces, 48: 202-220.
• Elmqvist, T., Fragkias, M., Goodness, J., Güneralp, B., Marcotullio, P. J., McDonald, R. I.,Wilkinson, C., 2013. Urbanization, biodiversity and ecosystem services: challenges and opportunities: a global assessment. Springer Nature, 1: 699-755.
• FAO-UNESCO, 2003. The Digital Soil Map of the World, Version 3.6. Land and Water Development Division, Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO), Rome, https://www.scirp.org/reference/referencespapers?referenceid=1935532, Accessed: 22.03.2024.
• Gao, B. C., 1996. NDWI—A normalized difference water index for remote sensing of vegetation liquid water from space. Remote Sensing of Environment, 58(3): 257-266.
• Gergin, E. D., 2024. İklim değişikliğine dirençli kentler: Dünya’da ve Türkiye’de iyi yerel yönetim uygulama örnekleri. Erzurum Teknik Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Dergisi, (18): 94-111.
• Gosseries, A., Kadayıfçı, R., Atalay, S., 2019. Urgenda İklim Değişikliği Davası. Ekoloji Kolektifi, Ankara.
• Görmüş, S., Oktay, E., Cengiz, S., 2021. Kentsel ekosistemin dayanıklılık hedefini karşılamada ekolojik planlama yaklaşımları. Peyzaj, 3(2): 122-134.
• Güven, O., Yıldırım, Ü., Güler, C., Kurt, M. A., 2024. Land use and land cover classes affected by the possible sea level rise in Mersin City Center (Türkiye). Advanced GIS, 4(1): 15-23.
• Haase, D., Larondelle, N., Andersson, E., Artmann, M., Borgström, S., Breuste, J., Elmqvist, T., 2014. A quantitative review of urban ecosystem service assessments: concepts, models, and ımplementation. Ambio, 43(4): 413-433.
• Hansen, R., Pauleit, S., 2014. From multifunctionality to multiple ecosystem services? A conceptual framework for multifunctionality in green infrastructure planning for urban areas. Ambio, 43(4): 516-529.
• Irmak, M. A., Avcı, B., 2019. Avrupa yeşil başkentlerin yeşil alan politikalarının incelenmesi. Nevşehir Bilim ve Teknoloji Dergisi, 8: 1-19.
• Kabisch, N., Van Den Bosch, M., Lafortezza, R., 2017. The health benefits of nature-based solutions to urbanization challenges for children and the elderly–a systematic review. Environmental Research, 159: 362-373.
• Kadı, F., Yılmaz, O. S., 2024. Orman içi açıklıklara ait zamansal değişimlerin uzaktan algılama teknikleri ile Google Earth Engine platformunda tespit edilmesi: Trabzon-Düzköy İlçesi Örneği. Geomatik, 9(2): 141-155.
• Kara, D., Oruç, G., 2020. Birey-doğa ilişkisinin yeniden kurgulanması bağlamında ekoterapötik mekânlar: birey doğa ilişkisi ve ekoterapötik mekânlar. Tasarim+ Kuram, 16(31): 257-277.
• Kassim, H., Peterson, J., Bauer, M. W., Connolly, S., Dehousse, R., Hooghe, L., Thompson, A., 2013. The European Commission of the Twenty-First Century. Oup Oxford.
• Kaytanlıoğlu, E. H. T., Negiz, M. G., Gülsoy, S., Fakir, H., 2023. Isparta Gölcük Tabiat Parkı’ndaki odunsu flora çeşitliliği ve çevresel değişkenlerle ilişkileri. Ormancılık Araştırma Dergisi, 10(1): 23-31.
• Kervankıran, İ., Eryılmaz, A. G., 2015. Milli parkların sürdürülebilir kullanımı ve yönetim planı önerisi: Isparta İli Örneği. Süleyman Demirel Üniversitesi Fen-Edebiyat Fakültesi Sosyal Bilimler Dergisi, 34: 173-190.
• Khan, A.M., 2019. Revisiting planning standards for open spaces in urban areas from global and national perspectives. Journal of Bangladesh Institute of Planners, 12(1): 1-20.
• Kılıç, E., Arslan, E.S., 2022. Uzaktan algılama teknikleri ile altyapı sistemlerinin konumsal analizi: Burdur Havzası Örneği. Turkish Journal of Forestry, 232: 146-155.
• Koçan, N., 2021. Bayburt kenti kentsel açık yeşil alan yeterliği üzerine bir araştırma. Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 33(1): 21-29.
• Liu, O.Y., Russo, A., 2021. Assessing the contribution of urban green spaces in green infrastructure strategy planning for urban ecosystem conditions and services. Sustainable Cities and Society, 68: 102772.
• Liu, Z., Zhou, Y., Yang, H., 2023. Urban green infrastructure affects bird biodiversity in the Coastal Megalopolis Region of Shenzhen City. Applied Geography, 151: 102860.
• Maryanti, M., Khadijah, H., Uzair, A. M., Ghazali, M. M. M., 2017. The urban green space provision using the standards approach: issues and challenges of its implementation in Malaysia. WIT Transactions on Ecology and the Environment, 210: 369-379.
• Mexia, T., Vieira, J., Príncipe, A., Anjos, A., Silva, P., Lopes, N., Pinho, P., 2018. Ecosystem services: urban parks under a magnifying glass. Environmental Research, 160: 469-478.
• MTA Genel Müdürlüğü, 2024. Uzaktan algılama araştırmaları ALOS-PALSAR, Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü, Ankara, https://www.mta.gov.tr/v3.0/birimler/uacbs-uydu-palsar, Erişim:05.12.2024.
• Myneni, R.B., Hall, F.G., Sellers, P.J., Marshak, A.L., 1995. The interpretation of spectral vegetation indexes. Ieee Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 33(2): 481-486.
• Önder, S., Polat, A. T., 2012. Kentsel açık-yeşil alanların kent yaşamındaki yeri ve önemi. Kentsel Peyzaj Alanlarının Oluşumu ve Bakım Esasları Semineri, 19: 73-96.
• Özçelik, H., 2023. Isparta ilinin önemli bitki alanları ve özellikleri. Journal of Protected Areas Research, 2(1): 26-62.
• Özdede, S., Hazar Kalonya, D., Aygün, A., 2021. Pandemi sonrası dönemde kişi başına düşen kentsel yeşil alan ihtiyacını yeniden düşünmek. İdealkent, Covid-19 Sonrası Kentsel Kamusal Mekânların Dönüşümü, 12: 362-388.
• Özer, S., Aklıbaşında, M., Zengin, M., 2010. Erzurum Kenti örneğinde kullanılan kuşatma elemanlarının kent imajı üzerindeki etkileri. Tekirdağ Ziraat Fakültesi Dergisi, 7(2): 123-130.
• Özgeriş, M., 2023. Aktif yeşil alanların niceliksel ve niteliksel analizi: Erzurum Adnan Menderes mahallesi örneği. Jenas Journal of Environmental and Natural Studies, 5(1): 68-84.
• Öztaş Karli, R. G., Artar, M., 2021. Kentsel su yönetiminde araç olarak su ayak izi ve mavi-yeşil altyapı. Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 58(1):145-162.
• Parlak, E., Atik, M., 2023. Antalya Kenti Konyaaltı İlçesi mavi altyapı durumunun değerlendirilmesi. Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 60(4): 689-703.
• Parti̇göç, N. S., Dinçer, C., 2024. The multi–disaster risk assessment: a-gıs based approach for Izmir city. International Journal of Engineering and Geosciences, 9(1): 61-76.
• Rahmi, M. A.A., Parikesit, P., Withaningsih, S., 2024. Vegetation change analysis using Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) in Sumedang Regency. In E3S Web of Conferences: 2nd International Colloquium on Youth, Environment and Sustainability (ICYES 2023), 23 February 2024, EDP Sciences, pp. 02007.
• Raymond, C. M., Frantzeskaki, N., Kabisch, N., Berry, P., Breil, M., Nita, M. R., Calfapietra, C., 2017. A framework for assessing and implementing the co-benefits of nature-based solutions in urban areas. Environmental Science & Policy, 77: 15-24.
• Sahebjalal, E., Dashtekian, K., 2013. Analysis of land use-land covers changes using normalized difference vegetation index (NDVI) differencing and classification methods. African Journal of Agricultural Research, 8(37): 4614-4622.
• Selim, S., 2021. Yeşil mutabakat çerçevesinde kentsel yeşil alanların yeşil altyapı sistemine entegrasyonu: Antalya-Konyaaltı Örneği. Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 25(3): 636-643.
• Sörensen, J., Persson, A. S., Olsson, J. A., 2021. A data management framework for strategic urban planning using blue-green infrastructure. Journal of Environmental Management, 299: 113658.
• Tawfeeq, A. F., Atasever, Ü. H., 2023. Wetland monitoring by remote sensing techniques: A case study of Işıklı Lake. Advanced Remote Sensing, 3(1): 19-26.
• Van Oijstaeijen, W., Van Passel, S., Cools, J., 2020. Urban green infrastructure: a review on valuation toolkits from an urban planning perspective. Journal of Environmental Management, 267: 110603.
• Vieira, J., Matos, P., Mexia, T., Silva, P., Lopes, N., Freitas, C., Pinho, P., 2018. Green spaces are not all the same for the provision of air purification and climate regulation services: The Case of Urban Parks. Environmental Research, 160: 306-313.
• WHO, 2016. World Health Organization, 2016. Urban green spaces and health, World Health Organization. Regional Office for Europe,Copenhagen, https://pesquisa.bvsalud.org/portal/resource/pt/who-345751?lang=en, Erişim: 04.12.2024.
• WHO, 2017. World Health Organization, 2017. Urban green spaces: a brief for action. World Health Organization. Regional Office for Europe, Copenhagen, https://pesquisa.bvsalud.org/portal/ resource/pt/who-344116, Erişim: 04.12.2024.
• Wonka, A., 2015. The European Commission. European Union. Routledge.
• Yiğit, A. Y., Kaya, Y., Şenol, H. İ., 2022. Monitoring the change of Turkey’s tourism city Antalya’s Konyaaltı shoreline with multi-source satellite and meteorological data. Applied Geomatics, 14(2): 223-236.