Projelendirme Coğrafi Bilgi Sistemleri ve Uzaktan Algılama Tekniklerinin Madencilik Faaliyetlerinde Kullanılması 1 CO ĞRAF İ B İLG İ S İSTEMLER İ VE UZAKTAN ALGILAMA TEKN İKLERİN İN MADENC İL İK FAAL İYETLER İNDE KULLANILMASI Prof.Dr. Do ğan AYDAL www.doganaydal.com aydal@eng.ankara.edu.tr Co ğrafi Bilgi Sistemi ( CBS / GIS), grafik ve grafik-olmayan bilgilerin co ğrafi esaslara göre toplanması, saklanması, i şlenmesi ve kullanıcıya sunulması i şlevlerini bir bütünlük içerisinde gerçekle ştiren bir bilgi sistemidir. CBS bünyesinde, co ğrafi veri tabanı, yazılım, donanım, personel, standartlar ve yöntemler gibi bile şenleri kapsar. Bu özelliklerinden dolayı CBS, tüm dünyada çok geni ş kullanım alanlarına sahiptir. Co ğrafi Bilgi Sistemi, sadece haritaları üreten bir program sistemi de ğildir. Farklı ölçeklerde, farklı projeksiyonlardaki haritaların üretiminin yanı s ıra, bu haritaların kullanımına yönelik bir analiz sistemidir. En büyük avantajı, harita üzerindeki grafik bilgilerin, birbirleri ile yada verilerin, kriterler bazında, mekansal ve mantıksal ili şkilerini vermesidir. CBS’nin Yararları CBS teknolojisi, mühendislik ve bilimsel sorunların kendi içerisinde çözümünün çok ötesinde, kamu ve özel kullanıcılara ait hizmetlerin da ğıtımının optimizasyonu, istatistiksel verilerin de ğerlendirilmesi, toplumsal ve do ğal kaynakların yönetimi konularında çok etkin çözümler sunmaktadır. CBS’in sa ğladı ğı katkılar şöyle sıralanabilir: 1. İş verimlili ğini ve ba şarısını arttırır; 2. İşlem yapabilme etkinli ğini arttırır; 3. Bilgi akı şını hızlandırır; 4. Mevcut veriye ula şımı çabukla ştırır; 5. Mevcut kaynak ve verilerle etkili ve do ğru analiz yapılabilir; 6. Veri güncelle ştirme kolaylıkla yapılabilir; 7. İşletmenin i ş performansını arttırır; 8. Çalı şmayı daha kolay ve zevkli hale getirir; 9. Bürokrasiden kaynaklanan i ş gücü ve zaman kaybını önler. Uzaktan Algılama Teknolojisi ve CBS İçinde Kullanımı Uydu görüntüleri i şlenerek analizlerinin yapılmasını konu alan uzaktan algılama tekniklerinin son yıllarda çok hızlı bir şekilde geli şmesini takiben, CBS ve UA birbirini destekleyen ve birçok sektörde mükemmel çözümler sunan iki ana dal haline gelmi ştir. Madencilik Sektöründe CBS ve Uzaktan Algılama’nın Kullanımı Öncelikle çok geni ş sahalarda ara ştırma yaparak, potansiyel maden sahalarının bulunmasını amaçlayan madencilik faaliyetleri, bir bakıma, ‘’geni ş bir balık a ğının daraltılarak son a şamada a ğ içinde kalan balıkların toplanmasına’’ benzetilebilir; Arama ruhsatı almı ş oldu ğunuz binlerce hektarlık alanlarda “acaba hangi lokasyonlarda cevherle şme vardır?” 2 sorusu geçmi şten günümüze tüm madencilerin aklını kurcalar. Jeoloji biliminin geli şmesi ile sistematik kazanan bu alan daraltma çalı şmaları, uzaktan algılama yöntemlerinin kullanımı ile büyük bir ivme kazanmı ş ve özellikle eri şilmesi zor bölgelerde madenlere ait yansıma ve renk farklılıklarının uydular tarafından görüntülenmesi sonucu çok zengin bakır, kalay, çinko gibi metalik maden yatakları ke şfedilmi ştir. Günümüzde, uydu görüntülerinin eri şti ği hassasiyet (çözünürlük) 1 m. ‘nin altına inmi ş durumdadır. Öte yandan, bir ruhsat sahasında ön ara ştırma yaparken kullanılan verilerin çe şitlili ği ve miktarı, CBS kullanımı için ideal bir ortam olu şturmaktadır. Maden sahasına ait jeoloji, tektonik, toprak sınıfı haritaları, topo ğrafik haritalar gibi sayısal nitelikte olan veriler ile, sondaj, yarma raporları, jeolojik formasyonlara ait raporlar gibi tablo (öznitelik) verilerinin en verimli ve sistematik biçimde de ğerlendirilmesi gerekir ki cevherle şmelerin do ğru bir modellemesi yapılabilsin. İşte CBS, bu a şamada klasik yöntemlerle kıyaslandı ğında e şsiz çözümler üretmektedir; çünkü grafik veriler sözel veriler ile ili şkilendirilmekte ve bu i şlem sonucunda oluşan CBS, her türlü verinin sorgulanmasında, analizinde, modellenmesinde ve sunumunda tam bir bilgisayar otomasyonu sa ğlamaktadır. Co ğrafi Bilgi sistemleri ve uzaktan algılama teknikleri büyük ve küçük ölçekli madencilik faaliyetlerinde maden arama, i şletme ve rehabilitasyon çalı şmalarının her a şmasında kullanılır. 1. BÖLGE JEOLOJ İS İN İN GIS ORTAMINA AKTARILMASI • Haritaların rektifikasyonu Maden sahasına ait her türlü harita özel digitizerlardan ( sayısalla ştırıcı cihaz = tarayıcı) geçirildikten sonra kullanılan yazılımlara uygun formatlara dönü ştürülür. Daha sonra kullanılan G.I.S. yazılımına haritadaki bazı koordinat de ğerleri girilerek verilen bir komutla haritalar, belirledi ğimiz projeksiyon sistemini baz alarak dünya koordinat sistemine oturtulur. Böylece harita üzerinde istenilen her noktanın tam koordinat de ğerine anında ula şılabilir. • Haritaların sayısalla ştırılması E ğer sayısalla ştırılmı ş haritalar HGK’dan satın alınamıyorsa rektifiye edilen haritalardaki e şyükselti e ğrilerinin herbiri bilgisayar üzerinde tek tek çizilip yükseklik de ğerleri girilir. Böylece paftalar sayısal ortama aktarılmı ş olur. 10 m aralıklı devam eden kontur çizgileri olan 1/25 000’lik bir paftayı bir ki şi yakla şık 7 günde sayısal ortama aktarır. Sayısalla ştırılmı ş bir paftada kontur de ğerleri arasına interpolasyonla yükseklik de ğeri atanmı ş olur. Böylece harita üzerinde her noktanın yükseklik de ğerine ula şılabilir. 3 Şekil: Hatay bölgesinde sayısalla ştırılan 1:25.000 ölçekli P36-a4 paftası ve aynı bölgedeki jeolojik birimlerin sayısalla ştırılarak gösterilmesi ve aynı bölgede olu şturulan sayısal yükseklik modeli(SYM-DEM) 2. POTANS İYEL MADEN ALANLARININ GIS VE UZAKTAN ALGILAMA YÖNTEMLER İYLE BEL İRLENMES İ • Sahaya ait en uygun uydu görüntüsünün temin edilmesi Şekil: Hatay-Kızılda ğ bölgesini gösteren Landsat 7 ETM 174-35 görüntüsünün RGB- 542 kompoziti • Uydu görüntülerinin rektifikasyonu • Görüntü zenginle ştirme i şlemleri 4 Şekil: Malatya-PötürgeMasifi ile Elazı ğ-Baskil arasındaki bölgenin Landsat 7 ETM , RGB-531 kompoziti Şekil: Baskil ve çevresine ait PC123 görüntüsü ve Baskil Porfiri bakır bölgesi ile aynı renk patternini gösteren yerlerin belirlenmesi (Bölgede yapılan jeokimyasal çalı şmalar bulguların do ğrulu ğunu desteklemi ştir). • Jeofiziksel kayıtların GIS ortamında de ğerlendirilmesi • Jeolojik haritalarının uydu görüntüsü ile kar şıla ştırılması • Yönlendirilmi ş ve Yönlendirilmemi ş Sınıflandırma 5 Şekil: Elazı ğ-Baskil cıvarındaki altınlı kuvars damarlarının bulundu ğu bölgenin haritası ve uydu verilerinden elde edilen yönlendirilmi ş sınıflandırma görüntüsü Şekil: Adana-Çiftehan bölgesinin Landsat 7TM , RGB 531 kompoziti ve bu görüntüden üretilen Yönlendirilmemi ş sınıflaması 6 Şekil: Hatay-Kisecik köyünde, altınlı kuvars ve sülfit damarlarının bulundu ğu Kızıltepe ve Deliktepe cıvarında, yönlendirilmi ş sınıflama yapmak için olu şturulan e ğitim setleri, sınıflandırma sonucu olu şan görüntü ve elde edilen sınıflama sonucunun gerçe ğe uygunlu ğunu göstermek için, Landsat 7 ETM verisinden elde edilen Birincil bile şen Analizi (PC123) kompozitinin kar şıla ştırılması. SDD HADD HL KA KIZILTEPE DEL İKTEPE K İSEC İK KIZILTEPE DEL İKTEPE K İSEC İK 01 k m 7 • Sondaj verilerinin CBS-GIS ortamına aktarılması Şekil: Bir maden yata ğındaki sondajların cevhere girip çıktı ğı yerlerin, topo ğrafik konumunun ve elde edilen jeokimyasal de ğerlerden elde edilen izokimyasal tenor haritasının GIS ortamında gösterilmesi 3. MADEN SAHASININ VE CEVHER YATA ĞININ 3 BOYUTLU MODELLEMES İ • Sahanın uydu görüntüsünün 3 boyutlu modellemesi Şekil: Ni ğde il merkezi ve çevresinin 3 boyutlu modeli 8 Şekil: Eski şehir-Mihalıççık bölgesinde elde edilen 3 boyutlu bir görüntünün uydu görüntüsü giydirilmi ş hali Sayısalla ştırma i şleminin madencilik açısından faydaları Açılacak her türlü açıklı ğın ( kuyu, yarma, galeri vs…) yerinin tam yükseklik de ğerine ula şılabilir Şekil: Eski şehir-Mihalıççık bölgesindeki bazı kromit ocaklarının konumlarının uydu görüntüsü giydirilmi ş üç boyutlu ortamda gösterilmesi Sahaya ait yüzlerce bilgi harita üzerinde gösterilebilir Harita üzerinde istenildi ği gibi çalı şılabilir (tekrar tekrar yazılıp silinebilir) 9 • Maden Sahasına Ait De ği şik Konulu Haritaların Hazırlanması C.B.S. ile bir maden sahasına ait; e ğim haritası, bakı haritası, drenaj a ğı, arazi kullanım haritası, bitki örtüsü haritası, yol a ğı haritası vb… haritalar olu şturulur. Ka ğıt ortamda mevcut olan haritalar sayısal ortama aktarılarak, co ğrafi veri tabanı olu şturulur. Şekil: Ni ğde-Bor-Çiftehan arası bölgenin 1:100.000 ölçekli jeolojik haritasının uydu verisi üzerindeki konumu ve Ni ğde-Bor çevresinin topo ğrafik konturlarının sorgulanması. E ğim Haritası Bir maden sahasına ait e ğim bilgilerinin haritalanması ve veritabanın olu şturulması C.B.S. ile oldukça kolaydır. E ğim haritasında her e ğim de ğeri farklı renkle temsil edildi ğinden görsel olarak kolaylıkla e ğim de ğerleri görülebilir. Şekil: Ni ğde-Bor-Kemerhisar arası bölgenin e ğim haritasının GIS ortamında gösterilmesi 10 Bir maden sahasında e ğim haritasının hazırlanması; Pasa sahası ve stok sahası için en uygun yerin seçimi Suların akı ş yönlerinin belirlenmesi Kurulacak tesisler için e ğim faktörü göz önüne alınarak en uygun yer seçimi gibi bir çok konuda faydalar sa ğlar. Bakı Haritası Bir maden sahasındaki şev yüzeylerinin baktı ğı yönler farklı renklerle temsil edilerek araziye ait bakı haritası olu şturulur. Şekil: Ni ğde-Bor-Kemerhisar arası bölgenin Bakı-Yön haritasının GIS ortamında gösterilmesi Bir maden sahasında bakı-yön haritasının hazırlanması; Açılacak galeri, kuyu,yarma gibi açıklıkların yerlerinin belirlenmesinde, Şev yönlerinin tespitinde Hakim rüzgar yönünün belirlenmesinde Pasa sahası için en uygun yer seçiminde Kurulacak bina ve şantiyelerin yerlerinin belirlenmesi gibi birçok problemin çözümünde büyük kolaylıklar sa ğlar. • Tüm vektörel verilerin (Jeolojik birimlerin, fayların, yerle şim alanlarının, akarsuların vs...) haritalar üzerine aktarılması 11 Haritaların rektifikasyon ve sayısalla ştırma i şlemlerinden sonra sahaya ait her türlü jeolojik veri haritalar üzerine aktarılır. İstenilen bilgiler harita üzerine farklı tabaka düzlemleri olarak eklenir. Şekil: Balıkesir-Bigadiç ‘de bir bölgeye ait jeolojik haritanın GIS ortamında sorgulanması Şekil: Balıkesir-Bigadiç ‘de bir bölgeye ait jeokimyasal verilerin sorgulanması 12 Şekil: Balıkesir-Bigadiç ‘de bir bölgeye ait jeolojik haritanın topo ğrafik konturlar ile birlikte sunumu Şekil: Balıkesir-Bigadiç ‘de bir bölgeye ait numunelerdeki Bakır de ğerlerinden olu şturulan TIN (Triangulated Irregular Network)görüntüsü. Bu çalı şma ideal sondaj yerlerinin belirlenmesinde çok önemlidir. 13 Şekil: Ni ğde-Kemerhisar Bölgesinde Landsat 7 ETM , RGB 432 kompozitinin (görüntüsünün) filitresiz ve filitrelenmi ş görüntüsü. Bölgedeki cevher yerle şimi posttektonik ise bu çalı şma çok yararlı olarak kullanılabilir. ÖNEML İ EK NOT. Yukarıda gösterilen çalı şmalar bir bölgeye uygulanan temel çalı şmalardır. Her çalı şma alanı özel çalı şmalar gerektirebilir. İlk arazi çalı şmasından sonrasındaki de ğerlendirmeler sonucunda, yukarıda anlatılan tekniklerin dı şında bölge özelliklerine uygun, kil, demir, demiroksit analizleri, crosta tekni ği ve benzeri farklı görüntü zenginleştirme ve i şleme teknikleri de uygulanabilecektir. Cevherle şmi ş bölgelerin manyetik ve gravite de ğerleri CBS sistemleri kullanılarak incelenecek ve çe şitli yorumların yapılması da sa ğlanacaktır. Prof.Dr. Do ğan AYDAL www.doganaydal.com aydal@eng.ankara.edu.tr