Monitoring the shoreline changes of the Göksu Delta (Türkiye) using geographical information technologıes and predictions for the near future

Öz

Coasts have a rich complex structure that hosts different ecosystems, habitats and species. Because of this properties, the coastline is exposed to changes from time to time. Remote sensing and Geographic Information Systems (GIS) play an important role in examining and managing the increasing pressure on the coasts in long periods of time and in creating future models. The aim of the study is to determine the coastal changes experienced on the shores of the Göksu Delta between 1985 and 2020. As a result of the analyses, it was seen that the areas with the highest erosion in the Göksu Delta over a 35-year period are Altınkum, the mouth of the Göksu River and the end parts of İncekum. It has been determined that the accumulation is concentrated on the east and west coasts of Incekum (İnceburun) cape. As a result of statistical calculations using DSAS, the possible position of the coastline in 2030 and 2040 has been determined.

Anahtar Kelimeler

• Göksu Delta
• Shoreline
• Remote Sensing
• GIS
• DSAS

Coğrafi bilgi teknolojileri kullanılarak Göksu Deltası’nın kıyı değişiminin izlenmesi ve yakın geleceğe dair öngörüler

Öz

Kıyılar, farklı ekosistemlere, habitatlara ve türlere ev sahipliği yapan zengin kompleks bir yapıya sahiptir. Bu özelliği nedeniyle kıyı şeridi, zaman zaman değişimlere maruz kalmaktadır. Uzaktan algılama ve Coğrafi Bilgi Sistemleri (CBS), uzun dönemlerde kıyılar üzerinde artan baskının incelenip yönetilmesinde ve ileriye dönük modellerin oluşturulmasında önemli rol oynamaktadır. Çalışmanın amacı Göksu Deltası kıyılarında 1985-2020 yılları arasında yaşanan değişimleri belirlemektir. Yapılan analizler neticesinde 35 yıllık zaman zarfında Göksu Deltası’nda aşınmanın en fazla olduğu alanların, Altınkum, Göksu Nehri’nin ağızkesimi ve İncekum’un uç kısımları olduğu görülmektedir. Birikmenin ise İncekum burnunun doğu ve batı kıyılarında yoğunlaştığı tespit edilmiştir. DSAS kullanılarak yapılan istatiksel hesaplamalar sonucunda 2030 ve 2040 yıllarında kıyı çizgisinin muhtemel pozisyonu belirlenmiştir.

Anahtar Kelimeler

• Göksu Deltası
• Kıyı Çizgisi
• Uzaktan Algılama
• CBS
• DSAS

Kaynakça

1. Berlanga-Robles, C. A., & Ruiz-Luna, A. (2002). Land use mapping and change detection in the coastal zone of northwest Mexico using remote sensing techniques. Journal of Coastal Research, 514-522.
2. Bheeroo, R. A., Chandrasekar, N., Kaliraj, S., & Magesh, N. S. (2016). Shoreline change rate and erosion risk assessment along the trou aux biches–mont choisy beach on the northwest coast of mauritius using gıs- dsas technique. Environmental Earth Sciences, 75(5), 1-12. http://dx.doi.org/10.1007/s12665-016-5311-4
3. Darwish, K., Smith, S.E., Torab, M., Monsef, H., and Hussein, O. (2017). Geomorphological Changes along the Nile Delta Coastline between 1945 and 2015 Detected Using Satellite Remote Sensing and GIS. J. Coast. Res, 33(4): 786–794. http://dx.doi.org/10.2112/JCOASTRES-D-16-00056.1
4. Deepika, B., Avinash, K., & Jayappa, K. S. (2014). Shoreline change rate estimation and its forecast: remote sensing, geographical information system and statistics-based approach. International Journal of Environmental Science and Technology, 11(2), 395-416. http://dx.doi.org/10.1007/s13762-013-0196-1
5. Fossi Fotsi, Y., Pouvreau, N., Brenon, I., Onguene, R., & Etame, J. (2019). Temporal (1948–2012) and dynamic evolution of the Wouri estuary coastline within the gulf of Guinea. Journal of Marine Science and Engineering, 7(10), 343. http://dx.doi.org/10.3390/jmse7100343
6. Ghorai, D., Mahapatra, M., & Paul, A. K. (2016). Application of remote sensing and GIS techniques for decadal change detection of mangroves along Tamil Nadu Coast, India. Journal of Remote Sensing & GIS, 7(1), 42-53.
7. Gürbüz, O., (1994). Göksu Deltası'nın doğu kıyısında kıyı çizgisinin gerilemesi ve sonuçları, Türk Coğrafya Dergisi, 29, s: 409-417.
8. Himmelstoss, E. A., Henderson, R. E., Kratzmann, M. G., & Farris, A. S. (2018). Digital Shoreline Analysis System (DSAS) Version 5.0 User Guide (No. 2018-1179). US Geological Survey.

9. Isha, I. B., & Adib, M. R. M. (2020). Application of geospatial ınformation system (gıs) using digital shoreline analysis system (dsas) in determining shoreline changes. In IOP Conference Series: Earth and Environmental Science (Vol. 616, No. 1, p. 012029). IOP Publishing. http://dx.doi.org/10.1088/1755-1315/616/1/012029
10. Jayanthi, M., Thirumurthy, S., Samynathan, M., Duraisamy, M., Muralidhar, M., Ashokkumar, J., & Vijayan, K. K. (2018). Shoreline change and potential sea level rise impacts in a climate hazardous location in southeast coast of India. Environmental monitoring and assessment, 190(1), 1-14. http://dx.doi.org/10.1007/s10661-017- 6426-0.
11. Kale. M. Ataol. M. Tekkanat 2019, Assessment of shoreline alterations using a digital shoreline analysis system: a case study of changesin the yeşilırmak delta in northern turkey from 1953 to 2017. Environ Monit Assess (2019) 191:398 https://doi.org/10.1007/s10661-019-7535-8.
12. Karabulut, M. (2015). Farklı Uzaktan Algılama teknikleri kullanılarak göksu deltası göllerinde zamansal değişimlerin incelenmesi. Journal of International Social Research, 8(37).
13. Karabulut, M., & Küçükönder, M. (2018). An examination of temporal changes in Göksu Delta (Turkey) using principle component analysis. International Journal Of Geography And Geography Education, 39, 279-299. http://dx.doi.org/10.2139/ssrn.3457108
14. Karabulut, M., Gürbüz, M., Kızılelma, Y., Ceylan, E., & Topuz, M.(2012). Göksu Deltası’nda amaç dışı arazi kullanımının CBS ve Uzaktan Algılama teknikleriyle belirlenmesi. Ulusal Jeomorfoloji Sempozyumu, 759-768.
15. Karakoç, A., (2011). Göksu Deltasında (Silifke-Mersin) meydana gelen değişimlerin uzaktan algılama teknikleri ile incelenmesi. (Published Master's Thesis, Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi).
16. Karakoç, A., & Karabulut, M. (2010). Göksu Deltası kıyı çizgisinde meydana gelen değişimlerin CBS ve Uzaktan Algılama teknikleri ile incelenmesi. National Geomorphology Symposium, 195-205.
17. Keçer, M. (2001). Göksu Deltası’nın (Mersin) jeomorfolojik evrimi ve güncel akarsu-deniz-rüzgar süreçlerinin kıyı çizgisinde yaptığı değişiklikler. MTA Report, (10468).
18. Keçer, M., & Duman, T. Y. (2007). Yapay etkinliklerin Göksu Deltası gelişimine etkisi, Mersin-Türkiye. Journal of Mineral Research and Exploration, (134), 17-26.
19. Kermani, S., Boutiba, M., Guendouz, M., Guettouche, M. S., & Khelfani, D. (2016). Detection and analysis of shoreline changes using geospatial tools and automatic computation: Case of jijelian sandy coast (East Algeria). Ocean & coastal management, 132, 46-58. http://dx.doi.org/10.1016/j.ocecoaman.2016.08.010
20. Kılar, H., & Çiçek, İ. (2018). Göksu Deltası kıyı çizgisi değişiminin DSAS aracı ile belirlenmesi. Coğrafi Bilimler Dergisi, 16(1), 89-104.
21. Kılar, H. & Çiçek, İ. (2019). Kıyı çizgisinin gelecekteki konumunun belirlenmesinin önemi: Göksu Deltası Örneği, Mersin (Türkiye) . Coğrafi Bilimler Dergisi, 17 (1) , 193-216 . http://dx.doi.org/10.33688/aucbd.559328.
22. Kızılelma, Y., & Karabulut, M. (2017). Uzaktan algılama teknikleriyle Göksu Deltası göllerinin bulanıklığının izlenmesi. Journal of International Social Research, 10(50).
23. Kuleli, T. (2010). Quantitative analysis of shoreline changes at the Mediterranean Coast in Turkey. Environmental monitoring and assessment, 167(1), 387-397. http://dx.doi.org/10.1007/s10661-009-1057-8
24. Lazuardi, Z., Karim, A., & Sugianto, S. (2022). Analisis Perubahan Garis Pantai Menggunakan Digital Shoreline Analysis System (DSAS) di Pesisir Timur Kota Sabang. Jurnal Ilmiah Mahasiswa Pertanian, 7(1). http://dx.doi.org/10.17969/jimfp.v7i1.18872
25. Liu, H., & Jezek, K. C. (2004). Automated extraction of coastline from satellite imagery by integrating Canny edge detection and locally adaptive thresholding methods. International journal of remote sensing, 25(5), 937-958. http://dx.doi.org/10.1080/0143116031000139890
26. Maiti, S., & Bhattacharya, A. K. (2009). Shoreline Change Analysis And İts Application To Prediction: A remote sensing and statistics based approach. Marine Geology, 257(1-4), 11-23. http://dx.doi.org/10.1016/j.margeo.2008.10.006
27. Masselink, G., & Russell, P. (2013). Impacts of climate change on coastal erosion. MCCIP Science Review, 2013, 71-86.
28. Nassar, K., Mahmod, W. E., Fath, H., Masria, A., Nadaoka, K., & Negm, A. (2019). Shoreline change detection using DSAS technique: Case of North Sinai Coast, Egypt. Marine Georesources & Geotechnology, 37(1), 81-95. http://dx.doi.org/10.1080/1064119X.2018.1448912
29. Natesan, U., Parthasarathy, A., Vishnunath, R., Kumar, G.E.J., Ferrer, V.A., (2015). Monitoring longterm shoreline changes along Tamil Nadu, India using geospatial techniques. Aquat. Procedia 4, 325e332. http://dx.doi.org/10.1016/j.aqpro.2015.02.044
30. Oyedotun, T. D. (2014). Shoreline geometry: DSAS as a tool for historical trend analysis. Geomorphological Techniques, 3(2.2), 1-12.
31. Özpolat, E., & Demir, T. (2014). Coğrafi bilgi sistemleri ve uzaktan algılama yöntemleriyle kıyı çizgisi değişimi belirleme : Seyhan Deltası. XVI. Academic Informatics, Mersin University, Mersin.
32. Pratomo, D. G., & Pramudya, F. A. (2021). Evaluation of shoreline change using multitemporal satellite images. In IOP Conference Series: Earth and Environmental Science (Vol. 731, No. 1, p. 012006). IOP Publishing.
33. Prieto, J. Á. M., Munar, F. X. R., Perea, A. R., Gual, M. M., & Ferrer, B. G. (2018). Análisis de la evolución histórica de la línea de costa de la playa de Es Trenc (S. de Mallorca): causas y consecuencias. GeoFocus. Revista Internacional de Ciencia y Tecnología de la Información Geográfica, (21), 187-214.
34. Quang, D. N., Ngan, V. H., Tam, H. S., Viet, N. T., Tinh, N. X., & Tanaka, H. (2021). Long-term shoreline evolution using DSAS technique: A Case Study of Quang Nam Province, Vietnam. Journal of Marine Science and Engineering, 9(10), 1124. http://dx.doi.org/10.3390/jmse9101124
35. Sahin, G., Cabuk, S. N., & Cetin, M. (2022). CBS ve UA destekli kıyı alanını oluşturmak: Körfez ilçesi örneği. Environmental Science and Pollution Research, 29(10), 15172-15187.
36. Sheik, M. (2011). A shoreline change analysis along the coast between Kanyakumari and Tuticorin, India, using digital shoreline analysis system. Geo-spatial information Science, 14(4), 282-293. http://dx.doi.org/10.1007/s11806-011-0551-7
37. Siyal, A. A., Solangi, G. S., Siyal, P., Babar, M. M., & Ansari, K. (2022). Shoreline change assessment of Indus delta using GIS-DSAS and satellite data. Regional Studies in Marine Science, 102405. http://dx.doi.org/10.1016/j.rsma.2022.102405
38. Song, Y., Shen, Y., Xie, R., & Li, J. (2021). A DSAS-based study of central shoreline change in Jiangsu over 45 years. Anthropocene Coasts, 4(1), 115-128. http://dx.doi.org/10.1139/anc-2020-0001
39. Sytnik, O., Del Río, L., Greggio, N., & Bonetti, J. (2018). Historical shoreline trend analysis and drivers of coastal change along the Ravenna coast, NE Adriatic. Environmental Earth Sciences, 77(23), 1-20. http://dx.doi.org/10.1007/s12665-018-7963-8
40. Tağıl, Ş. & Cürebal, I. (2004). Altınova Sahilinde kıyı çizgisi değişimini belirlemede uzaktan algılama ve coğrafi bilgi sistemleri, Fırat University Journal of Social Sciences, 15 (2), p: 51-68.
41. Thieler, E. R., & Danforth, W. W. (1994). Historical shoreline mapping (II): application of the digital shoreline mapping and analysis systems (DSMS/DSAS) to shoreline change mapping in Puerto Rico. Journal of coastal research, 600-620.
42. Thieler, E. R., Himmelstoss, E. A., Zichichi, J. L., y Ergul, A. (2009): Digital Shoreline Analysis System (DSAS) version 4.0. An ArcGIS extension for calculating shoreline change. U.S. Geological Survey Open-File Report 2008-1278.
43. To, D. V., & Thao, P. T. P. (2008). A Shoreline Analysis using DSAS in Nam Dinh Coastal Area. International Journal of Geoinformatics, 4(1).
44. Toimil, A., Losada, I. J., Camus, P., & Díaz-Simal, P. (2017). Managing coastal erosion under climate change at the regional scale. Coastal Engineering, 128, 106-122. http://dx.doi.org/10.1016/j.coastaleng.2017.08.004
45. Uzun M., (2014). Hersek Deltasında (Yalova) kıyı çizgisi-kıyı alanı değişimleri ve etkileri. Eastern Geography Journal, 19(32), 27-48.
46. Uzun, M. (2021). İzmit Körfezi kıyılarında insan kaynaklı jeomorfolojik değişimler ve süreçler. Jeomorfolojik Araştırmalar Dergisi , (7) , 61-81 . http://dx.doi.org/10.46453/jader.983465.
47. Van, T. T., & Binh, T. T. (2008). Shoreline change detection to serve sustainable management of coastal zone in Cuu Long Estuary. In International Symposium on Geoinformatics for Spatial Infrastructure Development in Earth and Allied Sciences (Vol. 1). Hanoi, Vietnam: The Japan-Vietnam Geoinformatics Consortium (JVGC).
48. White, K., & El Asmar, H. M. (1999). Monitoring changing position of coastlines using thematic mapper imagery, an example from the Nile Delta. Geomorphology, 29(1-2), 93-105. http://dx.doi.org/10.1016/S0169- 555X(99)00008-2.
49. Wu, Q.; Miao, S.; Huang, H.; Guo, M.; Zhang, L.; Yang, L.; Zhou, C. 2022, Quantitative analysis on coastline changes of Yangtze River Delta based on high spatial resolution remote sensing ımages. Remote Sens., 14, 310. https://doi.org/10.3390/rs14020310.