TYPOLOGICAL CLASSIFICATION AND AI-ASSISTED SPATIAL REPRESENTATION IN UNDERGROUND ARCHITECTURE: THE CASE OF DERINKUYU UNDERGROUND CITY

Öz

This study examines the Derinkuyu Underground City—one of the largest urban-scale underground settlements in the world—through the lenses of architectural typology and spatial representation. The aim is to render the complex spatial organization of an organically developed, rock-cut settlement with indistinct floor boundaries legible by means of a systematic typological classification and an interpretive virtual-reconstruction approach. The research relies on a multi-stage, qualitative method: spaces were documented through field observation and measured surveys; a typological classification system was developed on the basis of functional, formal, volumetric and relational criteria; and selected representative spaces were reconstructed through an AI-assisted, scenario-based and probabilistic digital workflow. The findings show that spatial organization in Derinkuyu constitutes a network-based, relational and flexible system defined by accessibility, circulation intensity and control mechanisms rather than by a floor-based linear order. Six main typological groups were identified, and it is demonstrated that threshold spaces—narrowed passages, abrupt level changes and rolling-stone doors—operate not merely as physical connectors but as an active control device regulating privacy and security. In the representation dimension, two use scenarios were constructed for each of three representative typologies (church, kitchen, living–resting space); these representations reveal that the same physical volume can produce distinct spatial identities depending on use practices, and that digital reconstruction can serve as an analytical, knowledge-producing method rather than a mere visualization tool.

Anahtar Kelimeler

• Derinkuyu Underground City
• Architectural Typology
• Spatial Representation
• Virtual Reconstruction
• Artificial Intelligence

YERALTI MİMARİSİNDE TİPOLOJİK SINIFLANDIRMA VE YAPAY ZEKÂ DESTEKLİ MEKÂNSAL TEMSİL: DERİNKUYU YERALTI ŞEHRİ ÖRNEĞİ

Öz

Bu çalışma, dünyanın kentsel ölçekteki en geniş yeraltı yerleşimlerinden biri olan Derinkuyu Yeraltı Şehri’ni mimari tipoloji ve mekânsal temsil bileşenleri üzerinden incelemektedir. Amaç, kaya oyma tekniğiyle biçimlenmiş, kat sınırları belirsiz ve organik biçimde gelişmiş bir yeraltı yerleşiminin karmaşık mekânsal organizasyonunu sistematik bir tipolojik sınıflandırma ve yorumlayıcı bir sanal rekonstrüksiyon yaklaşımıyla okunabilir kılmaktır. Araştırma çok aşamalı ve nitel bir yöntem çerçevesine dayanır: saha gözlemleri ve rölöve verileriyle mekânlar belgelenmiş; işlevsel, biçimsel, hacimsel ve ilişkisel ölçütler üzerinden bir tipolojik sınıflandırma sistemi geliştirilmiş; seçilen temsilî mekânlar yapay zekâ destekli dijital araçlarla senaryo temelli ve olasılıksal bir süreçte yeniden üretilmiştir. Bulgular, mekânsal organizasyonun kat temelli doğrusal bir düzenden çok; erişilebilirlik, dolaşım yoğunluğu ve kontrol mekanizmaları üzerinden tanımlanan ağ temelli, ilişkisel ve esnek bir sistem oluşturduğunu göstermektedir. Altı ana tipoloji grubu tanımlanmış; daraltılmış geçitler, sürgü taşları ve ani kot kırıkları gibi eşik mekânların yalnızca fiziksel geçişi değil, mahremiyet ve güvenlik düzenini de yöneten aktif bir denetim aracı olarak işlediği ortaya konmuştur. Mekânsal temsil boyutunda üç temsilî tipoloji (kilise, mutfak, yaşam–dinlenme alanı) için ikişer kullanım senaryosu kurgulanmış; bu temsiller, aynı fiziksel hacmin farklı kullanım pratikleri doğrultusunda farklı mekânsal kimlikler üretebildiğini ve dijital rekonstrüksiyonun yalnızca bir görselleştirme aracı değil, mekânsal bilgi üreten analitik bir yöntem olarak kullanılabileceğini göstermiştir.

Anahtar Kelimeler

• Derinkuyu Yeraltı Şehri
• Mimari Tipoloji
• Mekânsal Temsil
• Sanal Rekonstrüksiyon
• Yapay Zekâ

Kaynakça

1. Alexander, C. (1977). A pattern language: Towns, buildings, construction. Oxford University Press.
2. Aydan, Ö., & Ulusay, R. (2003). Geotechnical and geoenvironmental characteristics of man-made underground structures in Cappadocia, Turkey. Engineering Geology, 69(3–4), 245–272.
3. Aydan, Ö., & Ulusay, R. (2013). Geomechanical evaluation of Derinkuyu antique underground city and its implications in geoengineering. Rock Mechanics and Rock Engineering, 46(4), 731–754.
4. Batty, M. (2007). Cities and complexity: Understanding cities with cellular automata, agent-based models, and fractals. MIT Press.
5. Bixio, R. (1994). Surveys in the underground cities of Cappadocia. XI. Araştırma Sonuçları Toplantısı, 24–28.
6. Caniggia, G., & Maffei, G. L. (2001). Architectural composition and building typology: Interpreting basic building. Alinea Editrice.
7. Çekiç, G. (2008). Kapadokya’da yeraltı yerleşmelerinin yer seçimi, oluşumu ve günümüzde planlamaya etkisi: Kaymaklı–Derinkuyu örnekleri [Master’s thesis]. Selçuk University.
8. Davidova, M., & Uygan, E. (2017). Living in bio-climatic layers: An investigation of Cappadocian caves in relation to today’s design and its futures.

9. Dolap, D. (2019). Derinkuyu (Nevşehir) yerleşimindeki sığ yeraltı kaya oyma yapıların duraylılığının incelenmesi [Master’s thesis]. Nevşehir Hacı Bektaş Veli University.
10. Durmisevic, S. (1999). The future of the underground space. Cities, 16(4), 233–245.
11. Ekici, B., Cubukcuoglu, C., Turrin, M., & Sariyildiz, I. S. (2019). Performative computational architecture using swarm and evolutionary optimisation: A review. Building and Environment, 147, 356–371.
12. Erguvanlı, A. K., & Yüzer, A. E. (1978). Past and present use of underground openings excavated in volcanic tuffs at Cappadocia area. In Storage in Excavated Rock Caverns: Rockstore 77 (pp. 31–36). Pergamon.
13. Evans, R. (2000). The projective cast: Architecture and its three geometries. MIT Press.
14. Ewenstein, B., & Whyte, J. (2009). Knowledge practices in design: The role of visual representations as epistemic objects. Organization Studies, 30(1), 7–30.
15. Frascari, M. (1984). The tell-the-tale detail. VIA: Journal of the Graduate School of Fine Arts, University of Pennsylvania, 7, 23–37.
16. Kalay, Y. E. (2004). Architecture’s new media: Principles, theories, and methods of computer-aided design. MIT Press.
17. Kocalar, A. C. (2018). Arkeolojik Yeraltı Yerleşmeleri ve Koruma Sorunları: Nevşehir Yeraltı Şehirleri (Derinkuyu, Kaymaklı). Journal of Awareness, 3(3), 25–46.
18. Lefebvre, H. (1991). The production of space (D. Nicholson-Smith, Trans.). Blackwell. (Original work published 1974).
19. Mitchell, W. J. (1990). The logic of architecture: Design, computation, and cognition. MIT Press.
20. Montazerolhodjah, M., Pourjafar, M., & Taghvaee, A. (2015). Urban underground development: An overview of historical underground cities in Iran. International Journal of Architectural Engineering & Urban Planning, 25(1).
21. Mutlu, M. Ö. (2008). Geology and joint analysis of the Derinkuyu and Kaymaklı underground cities of Cappadocia, Turkey [Master’s thesis]. Middle East Technical University.
22. Nas, S., Aytıs, S., & Şaher, K. (2025). Antik Bir Yeraltı Şehrinde Akustik ve İşitsel Deneyim: Derinkuyu Yeraltı Şehri. Nişantaşı University Journal of Social Sciences, 13(2), 1184–1191.
23. Nas, S., Şaher, K., Mıhçı, G., & Aytıs, S. (2024). Exploring the acoustic identity of Derinkuyu underground city. 30th International Congress on Sound and Vibration (ICSV30), Amsterdam.
24. Nývlt, V., Musílek, J., Čejka, J., & Stopka, O. (2016). The study of Derinkuyu underground city in Cappadocia located in pyroclastic rock materials. Procedia Engineering, 161, 2253–2258.
25. Okuyucu, D. (2007). Derinkuyu yeraltı şehri [Master’s thesis]. Atatürk University.
26. Pérez-Gómez, A., & Pelletier, L. (1997). Architectural representation and the perspective hinge. MIT Press.
27. Rowe, C., & Koetter, F. (1978). Collage city. MIT Press.
28. Steadman, P. (2014). Building types and built forms. Troubador Publishing.
29. Şaher, K., & Mıhçı, G. (2017). Auditory exploration of Derinkuyu underground city, Cappadocia, Turkey. Invisible Places 2017, Portugal.
30. Şenel, N. E. (2024). Mimari Görselleştirme Araçlarında Yapay Zekâ Kullanımının İncelenmesi [Master’s thesis]. İstanbul Kültür University.
31. Şuta, O. (2025). Yapay Zekânın Mimarlığa Yansıması. 14th International Sinan Symposium, 17–18 April 2025, Trakya University, Edirne.
32. UNESCO World Heritage Centre. (1985). Göreme National Park and the rock sites of Cappadocia: Advisory body evaluation.
33. Üstüner, M., & Gültekin, N. (2022). Yer altı ile yer üstü yerleşimlerde morfolojik süreklilik: Kapadokya Derinkuyu örneği. Architecture and Urban Research Conference 2022. DAKAM Publishing.
34. Zaini, F., Hussin, K., Arrifin, A., & Ali, N. (2012). The future use of underground space in Malaysia: A literature review. International Journal of Real Estate Studies, 7(2), 16–27.