Temporal Analysis of the Spatial Effects of the 2023 Kahramanmaraş Earthquakes in Hatay Province Using VIIRS Nighttime Lights

Öz

Abstract: Large-scale earthquakes not only cause destruction to structures in residential areas, but also create significant impacts on energy infrastructure and human activities during nighttime hours. In this study, the spatial effects of the February 6, 2023, Kahramanmaraş-centered earthquake in Hatay province were investigated temporally using Visible Infrared Imaging Radiometry System (VIIRS) Day/Night Band (DNB) nighttime light data. The inter-year difference analyses revealed a significant decrease in nighttime light intensity in Hatay city center and the Kırıkhan district in 2023. In some populated areas, the radiance values turned into dark areas exceeding 40 nW/cm²/sr compared to 2022. Furthermore, it was observed that these areas spatially overlapped with buildings reported by the Copernicus Emergency Management Service (CEMS) as having collapsed or being on the verge of collapse. This reveals that images of nighttime lights can be considered an indirect indicator of physical damage following an earthquake.A map comparing 2024 and 2023 shows an increase of approximately 15 nW/cm²/sr in some residential areas. While these increases indicate that the energy infrastructure has been partially reactivated and the early recovery process has begun, they also reveal that pre-earthquake lighting levels have not yet been reached.

Anahtar Kelimeler

• Earthquake
• VIIRS
• DNB
• Nighttime Lights

VIIRS Gece Işıkları Kullanılarak 2023 Kahramanmaraş Depremlerinin Hatay İlindeki Mekansal Etkilerinin Zamansal Analizi

Öz

Öz: Büyük ölçekli depremler, yerleşim alanlarında yalnızca yapılarda yıkıma yol açmakla kalmamakta, aynı zamanda enerji altyapısı ve gece saatlerindeki insan faaliyetleri üzerinde de belirgin etkiler oluşturmaktadır. Bu çalışmada, Kahramanmaraş merkezli 6 Şubat 2023 depremlerinin Hatay ilindeki mekansal etkileri, Görünür Kızılötesi Görüntüleme Radyometresi Takımı (VIIRS) Gündüz/Gece Bandı (DNB) gece ışıkları verileri kullanılarak zamansal olarak incelenmiştir. Yıllar arası fark analizleri sonucunda, 2023 yılında Hatay Merkez ile Kırıkhan ilçelerinde gece ışıkları yoğunluğunda belirgin düşüşler tespit edilmiştir. Bazı yerleşim alanlarında radyans değerlerinin 2022 yılına kıyasla 40 nW/cm²/sr seviyesinin üzerine çıkan koyu alanlara dönüştüğü tespit edilmiştir. Ayrıca, bu alanların Copernicus Acil Durum Yönetim Servisi (CEMS) tarafından raporlanan yıkılmış veya yıkılmak üzere olan binalarla mekansal olarak örtüştüğü gözlenmiştir. Bu durum, gece ışıkları görüntülerinin deprem sonrası fiziksel hasarın dolaylı bir göstergesi olarak değerlendirilebileceğini ortaya koymaktadır. 2024 yılının ile 2023 yılı kıyaslandığı harita ise bazı yerleşim bölgelerinde yaklaşık 15 ve üzeri nW/cm²/sr artış göstermiştir. Bu artışlar, enerji altyapısının kısmen yeniden devreye alındığına ve erken toparlanma sürecinin başladığına işaret etmekle birlikte, deprem öncesi aydınlatma seviyelerine henüz ulaşılamadığını ortaya koymuştur.

Anahtar Kelimeler

• Deprem
• VIIRS
• DNB
• Gece Işıkları

Kaynakça

1. Tveit, T., Skoufias, E., Strobl, E. 2022. Using VIIRS nightlights to estimate the impact of the 2015 Nepal earthquakes. Geoenvironmental Disasters, 9(1), 1-13.
2. Abdollahi, A., Pradhan, B. 2021. Integrating semantic edges and segmentation information for building extraction from aerial images using UNet. Machine Learning with Applications, 6, 100194.
3. Helber, P., Bischke, B., Dengel, A., Borth, D. 2019. Eurosat: A novel dataset and deep learning benchmark for land use and land cover classification. IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing, 12(7), 2217-2226.
4. Tang, L., Zhang, Y. 2025. Monitoring Post-Earthquake Recovery and Conducting Impact Factor Analyses based on Nighttime Light Data. Human Settlements and Sustainability.
5. Elvidge, C. D., Baugh, K. E., Zhizhin, M., Hsu, F. C. 2013. Why VIIRS data are superior to DMSP for mapping nighttime lights. Proceedings of the Asia-Pacific Advanced Network, 35(0), 62.
6. Zhao, X., Yu, B., Liu, Y., Yao, S., Lian, T., Chen, L., Yang C., Chen Z., Wu, J. 2018. NPP-VIIRS DNB daily data in natural disaster assessment: Evidence from selected case studies. Remote Sensing, 10(10), 1526.
7. Zhao, M., Zhou, Y., Li, X., Cheng, W., Zhou, C., Ma, T., Li, M., Huang, K. 2020. Mapping urban dynamics (1992–2018) in Southeast Asia using consistent nighttime light data from DMSP and VIIRS. Remote Sensing of Environment, 248, 111980.
8. Lin, W., Deng, C., Güneralp, B., Zou, L. (2023). Critical disaster indicators (CDIs): Deriving the duration, damage degree, and recovery level from nighttime light image time series. Remote Sensing, 15(23), 5471.

9. Destefanis, T., Guliyeva, S., Boccardo, P., Fissore, V. 2025. Advancing Flood Detection and Mapping: A Review of Earth Observation Services, 3D Data Integration, and AI-Based Techniques. Remote Sensing, 17(17), 2943.
10. Annual Cloud-free DNB Composite. https://eogdata.mines.edu/products/vnl/ (Erişim Tarihi: 04.12.2024).
11. Copernicus Emergency Management Service. (2024). Copernicus Emergency Management Service - Mapping. https://emergency.copernicus.eu (Erişim Tarihi: 17.11.2025).
12. Fan, X., Nie, G., Deng, Y., An, J., Zhou, J., Li, H. 2019. Rapid detection of earthquake damage areas using VIIRS nearly constant contrast night-time light data. International Journal of Remote Sensing, 40(5-6), 2386-2409.
13. Gao, S., Chen, Y., Liang, L., Gong, A. 2020. Post-earthquake night-time light piecewise (PNLP) pattern based on NPP/VIIRS night-time light data: A case study of the 2015 Nepal earthquake. Remote Sensing, 12(12), 2009.
14. Yuan, Y., Wang, C., Liu, S., Chen, Z., Ma, X., Li, W., Zhang, L., Yu, B. 2023. The changes in nighttime lights caused by the Turkey–Syria earthquake using NOAA-20 VIIRS day/night band data. Remote Sensing, 15(13), 3438.
15. Li, F., Liao, S., Fu, X., Liu, T. 2025. NPP-VIIRS Nighttime Lights Illustrate the Post-Earthquake Damage and Subsequent Economic Recovery in Hatay Province, Turkey. ISPRS International Journal of Geo-Information, 14(4), 149.