Forest operations planning by using RTK-GPS based digital elevation model

Abstract

Üretim işlerinin planlanmasında RTK-GPS tabanlı sayısal yükseklik modelinin kullanılması

Özet: Ülkemizde ormanların büyük bir bölümünün dağlık arazilerde yer alması nedeniyle, üretim işlerinin planlanmasında sadece maliyeti en aza indiren değil aynı zamanda çevre zararlarını minimize eden bölmeden çıkarma yöntemlerinin belirlenmesi gerekmektedir. İşletmeye açma tesis ve taşıtlarının yeterli olduğu koşullarda, bölmeden çıkarma yönteminin belirlenmesinde etkili en önemli faktör arazi eğimidir. Bu nedenle, üretim planlamasının başarısında doğru, güncel ve hassas arazi eğimi verisi büyük önem taşımaktadır. Son yıllarda, gerçek zamanlı kinematik (RTK-Real Time Kinematic) GPS (Global Positioning System) yöntemi ile ormanlık alanların yüksek çözünürlüklü Sayısal Yükseklik Modelleri (SYM) üretilebilmekte ve bu modeller kullanılarak hassas eğim haritaları geliştirilebilmektedir. Bu çalışmada, örnek bir sahada hassas eğim haritası üretmek amacıyla RTK-GPS yöntemi ile yüksek çözünürlüklü SYM geliştirilmiştir. Daha sonra, üretim işlerinin planlanmasına katkı sağlamak üzere, eğim haritası IUFRO tarafından kabul edilmiş eğim sınıflarına ayrılmıştır. Sonuçlara göre, çalışma alanının % 48,1’inde çok dik ve dik eğimli arazi koşullarına uyumlu bölmeden çıkarma yöntemleri (vinçli hava hatları, kablo çekimi ve oluk sistemi) tercih edilmelidir. Ayrıca, alanın % 34,1’inin orta (sürütme ve kablo çekimi) ve % 17,8’inin ise düz ve hafif eğimli arazilere uyumlu (sürütme ve taşınabilir vinç) bölmeden çıkarma yöntemlerine uygun olduğu tespit edilmiştir.

Anahtar Kelimeler: Hassas ormancılık, odun hammaddesi üretimi, gerçek zamanlı algılayıcılar, sayısal haritalar, CBS

 

Forest operations planning by using RTK-GPS based digital elevation model

Abstract: Having large proportion of forests in mountainous terrain in Turkey, the logging methods that not only minimize operational costs but also minimize environmental damages should be determined in forest operations planning. In a case where necessary logging equipment and machines are available, ground slope is the most important factor in determining the logging method. For this reason, accurate, up to date, and precise ground slope data is very crucial in the success of forest operations planning. In recent years, high-resolution Digital Elevation Models (DEM) can be generated for forested areas by using Real Time Kinematic (RTK) GPS method and these DEMs can be used to develop precise slope maps. In this study, high-resolution DEM was developed by RTK-GPS method to generate precise slope map in a sample area. Then, the slope map was classified into slope classes specified by IUFRO in order to assist forest operations planning. According to the results, logging methods that are suitable for very steep and steep terrain conditions (i.e. skyline logging, cable pulling, and chute systems) should be preferred in 48.1% of the study area. It was also found that logging methods that are suitable for terrain with medium slope (i.e. skidding and cable pulling) and gentle slope (i.e. skidding and mobile winch) should be preferred in 34.1% and 17.8% of the study area, respectively.

Keywords: Precision forestry, wood extraction, real time sensors, digital maps, GIS

 

Received: 17 December 2014  - Revised: 12 January 2015  - Accepted: 12 January 2015

 

To cite this article: Gülci, N., Akay, A.E., Erdaş, O., Gülci, S., 2015. Üretim işlerinin planlanmasında RTK-GPS tabanlı sayısal yükseklik modelinin kullanılması. Journal of the Faculty of Forestry Istanbul University 65(2): 59-68. DOI: 10.17099/jffiu.11545

Keywords

• Precision forestry, wood extraction, real time sensors, digital maps, GIS

Üretim işlerinin planlanmasında RTK-GPS tabanlı sayısal yükseklik modelinin kullanılması

Abstract

Ülkemizde ormanların büyük bir bölümünün dağlık arazilerde yer alması nedeniyle, üretim işlerinin planlanmasında sadece maliyeti en aza indiren değil aynı zamanda çevre zararlarını minimize eden bölmeden çıkarma yöntemlerinin belirlenmesi gerekmektedir. İşletmeye açma tesis ve taşıtlarının yeterli olduğu koşullarda, bölmeden çıkarma yönteminin belirlenmesinde etkili en önemli faktör arazi eğimidir. Bu nedenle, üretim planlamasının başarısında doğru, güncel ve hassas arazi eğimi verisi büyük önem taşımaktadır. Son yıllarda, gerçek zamanlı kinematik (RTK-Real Time Kinematic) GPS (Global Positioning System) yöntemi ile ormanlık alanların yüksek çözünürlüklü Sayısal Yükseklik Modelleri (SYM) üretilebilmekte ve bu modeller kullanılarak hassas eğim haritaları geliştirilebilmektedir. Bu çalışmada, örnek bir sahada hassas eğim haritası üretmek amacıyla RTK-GPS yöntemi ile yüksek çözünürlüklü SYM geliştirilmiştir. Daha sonra, üretim işlerinin planlanmasına katkı sağlamak üzere, eğim haritası IUFRO tarafından kabul edilmiş eğim sınıflarına ayrılmıştır. Sonuçlara göre, çalışma alanının % 48,1’inde çok dik ve dik eğimli arazi koşullarına uyumlu bölmeden çıkarma yöntemleri (vinçli hava hatları, kablo çekimi ve oluk sistemi) tercih edilmelidir. Ayrıca, alanın % 34,1’inin orta (sürütme ve kablo çekimi) ve % 17,8’inin ise düz ve hafif eğimli arazilere uyumlu (sürütme ve taşınabilir vinç) bölmeden çıkarma yöntemlerine uygun olduğu tespit edilmiştir.

Keywords

• Hassas ormancılık, odun hammaddesi üretimi, gerçek zamanlı algılayıcılar, sayısal haritalar, CBS

References

1. Akay, A.E., Erdaş O., 2007. Lazer tarama (LiDAR) teknolojisi ve ormancılık aktivitelerinde kullanılma olanakları. Orman Kaynaklarının İşlevleri Kapsamında Darboğazlar, Çözüm Önerileri ve Öncelikler. 17-19 Ekim 2007, Harbiye Askeri Müze ve Kültür Sitesi, İstanbul.
2. Akay, A.E., Oguz, H., Karasand, I.R., Aruga, K., 2009. Using LiDAR technology in forestry activities. Environmental Monitoring and Assessment 151(1): 117–125.
3. Akay, A.E., Sakar D., Ketizmen, B., 2010. CBS tabanlı karar destekleme sistemi ile orman ürünleri nakliyatının planlanması. III. Karadeniz Ormancılık Kongresi. 20-22 Mayıs, Artvin.
4. Akay, A.E., Sivrikaya, F., Yenilmez, N., Taylan, H., 2011. Yangın gözetleme kulelerinin lokasyonlarının CBS ortamında görünürlük analizi ile değerlendirilmesi. I. Ulusal Akdeniz Orman ve Çevre Sempozyumu. 24-26 Ekim, Kahramanmaraş.
5. Akay, A.E., Sert M., Gülci, N., 2014. Hafif eğimli arazilerde benzinli el vinci ile bölmeden çıkarma çalışmalarının verim açısından değerlendirilmesi. II. Ulusal Akdeniz Orman ve Çevre Sempozyumu. 22-24 Ekim, Isparta.
6. Bakuła, M., Oszczak, S., Pelc-Mieczkowska, R., 2009. Performance of RTK positioning in forest conditions: Case study. Journal of Surveying Engineering 135(3): 125–130.
7. Bilici, E., Hasdemir, M., Küçükosmanoğlu, A., Demir, M., İnan, M., 2009. Yangın emniyet yol ve şeritlerinde yangına erken müdahale amacıyla network analizinin kullanımı. I. Orman Yangınları İle Mücadele Sempozyumu. 07- 10 Ocak, Antalya, ss: 324-331.
8. Demir, M., Küçükosmanoğlu, A., Hasdemir, M., Öztürk, T., Acar, H., 2009. Assessment of forest roads and firebreaks in Turkey. African Journal of Biotechnology 8:4553-4561.

9. Erdaş, O., Yılmaz, H., Akay A.E., Gümüş, S., 2007. Ormancılıkta üretim işlerinin CBS teknikleri yardımı ile planlanması. orman kaynaklarının işlevleri kapsamında darboğazlar, çözüm önerileri ve öncelikler. 17-19 Ekim 2007, Harbiye Askeri Müze ve Kültür Sitesi, İstanbul.
10. Erdaş, O., 2008. Transport Tekniği. KSÜ Rektörlüğü, Kahramanmaraş, Yayın No: 130/20 554s. Erdaş, O., Acar, H.H., Eker, M., 2014. Orman Ürünleri Transport Teknikleri. Karadeniz Teknik Üniversitesi, Orman Fakültesi, Yayın No: 233/39, Trabzon, 504s.
11. Gökalp, E., 1999. Gerçek zamanlı kinematik GPS konumlarının statik GPS ile test edilmesi. Harita Dergisi. Harita Genel Komutanlığı, Ankara. Sayı: 122, 9s.
12. Gülci, N., 2014. Üretim Planlamasında Hassas Ormancılık Üzerine Araştırmalar. Doktora Tezi, K.S.Ü., Fen Bilimleri Enstitüsü, Kahramanmaraş. 264s.
13. Gümüş, S., 1997. Orman Yol Geçkilerinin Belirlenmesinde Coğrafi Bilgi Sistemlerinden Yararlanma İmkanları Üzerine Araştırmalar. Yüksek Lisans Tezi. K.T.Ü., Fen Bilimleri Enstitüsü, Trabzon. 80 s.
14. Hasdemir, M., Demir, M., 1997. Orman yollarının planlanmasında coğrafi bilgi sistemlerinden (GIS) yararlanma olanakları. İstanbul Üniversitesi Orman Fakültesi Dergisi 44B(3-4): 89-102.
15. Jones, D.G., 2010. A decision support system for forest harvest planning in North Carolina. Proceedings of the American Water Resources Association 2010 Spring Speciality Conference. March 29-31. Orlando, FL, USA.
16. Kahveci, M., Karagöz, H. ve Selbesoğlu, M.O., 2011. Statik ve RTK GNSS ölçüm ve hesaplamalarının karşılaştırılması. HKM Jeodezi, Jeoinformasyon ve Arazi Yönetimi Dergisi. 2011(104): 3-13.
17. Keleş, S., Başkent, E.Z., Karahalil, U., Günlü, A., 2011. Ormanların ekosistem tabanlı çok amaçlı planlanmasında karar destek sistemleri: Edremit-Gürgendağ Planlama Birimi Örneği. I. Ulusal Akdeniz Orman ve Çevre Sempozyumu. 24-26 Ekim, Kahramanmaraş.
18. Kılıçoğlu, A., Kurt, A.İ., Tepeköylü, S., Cingöz, A., Akça, E., 2003. Türkiye ulusal sabit GPS istasyonları ağı (TUSAGA). Coğrafi Bilgi Sistemleri ve Jeodezik Ağlar Çalıştayı Bildirileri, s: 44.
19. Kovácsová P., Antalová, M., 2010. Precision forestry - definition and technologies. Journal of Forestry Society of Croatia 134(11-12): 603-611.
20. Pirti, A., Gümüş, K., Erkaya, H., Hoşbaş, R.G., 2010. Evaluating repeatability of RTK GPS/GLONASS Near/Under forest environment. Croation Journal of Forest Engineering 31(1): 23-33.
21. Ringdahla, O., Hellströma, T., Wästerlundb, I., Lindroosb, O., 2012. Estimating wheel slip for a forest machine using RTK-DGPS. Journal of Terramechanics 49(5):271–279.
22. Sivrikaya, F., Küçüker, D.M., Demir, O., 2012. Orman amenajman planlarının ETÇAP klasik programı ile hazırlanması: akseki-ibradı planlama birimi örneği. KSÜ Mühendislik Bilimleri Dergisi, Özel Sayısı, 166-172.
23. Yılmaz, H., 2006. Kahramanmaraş Orman İşletme Müdürlüğü Merkez İşletme Şefliğinde Üretim İşlerinin Coğrafi Bilgi Sistemi Yardımıyla Planlanması Üzerine Araştırmalar. Yüksek Lisans Tezi. K.S.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü, Kahramanmaraş. 138s.
24. Ziesak, M., 2006. Precision Forestry - An overview on the current status of Precision Forestry. A literature review. In: “Precision Forestry in plantations, semi-natural and natural forests” IUFRO Precision Forestry Conference. 5-10 March 2006 Technical University Munich. Stellenbosch University, Germany