İklim değişikliği ve düzensiz şehirleşme, dünya genelinde taşkın afetlerinin sıklığını ve yıkıcılığını artırmaktadır. Afet öncesinde riskli bölgelerin belirlenmesi ve tahliye planlarının yapılması hayati önem taşır. Bu noktada devreye giren 3D afet simülasyonları, arazi modelini hidrolojik parametrelerle birleştirerek suyun akış yönünü, birikme alanlarını ve yükselme hızını üç boyutlu olarak simüle etmemize olanak tanır.

1. Hidrolojik Modelleme Prensipleri

Bir bölgedeki taşkın yayılımını doğru tahmin etmek için öncelikle o bölgenin topografyasını ve toprak özelliklerini bilmemiz gerekir. Arazi üzerindeki su birikimi, yerçekimi ve yüzey pürüzlülüğü gibi fiziksel etmenlere bağlıdır.

Modellemede sıklıkla kullanılan Manning Denklemi, yüzey pürüzlülüğünü (Manning katsayısı) ve arazi eğimini dikkate alarak suyun akış hızını hesaplar:

V = (1 / n) * R^(2/3) * S^(1/2)
V: Akış Hızı (m/s)
n: Manning Pürüzlülük Katsayısı
R: Hidrolik Yarıçap (m)
S: Arazi Eğimi (m/m)

Bu formül, suyun ormanlık bir alanda yavaş akarken asfalt veya kaya üzerinde ne kadar hızlı yayılacağını hesaplamamızı sağlar. Bu yüzey analizlerini yapmak için öncelikle yüksek çözünürlüklü Sayısal Yükseklik Modelleri (DEM) verilerine ihtiyaç duyarız.

2. GeoVista'nın "Terrain-Aware" Su Yükselme Algoritması

Geliştirdiğim açık kaynaklı CBS yazılımı GeoVista, bünyesinde barındırdığı özel bir su yayılım algoritması kullanır. Geleneksel modellerin aksine, bu algoritma tamamen tarayıcı taraflı WebGL shader'ları kullanarak gerçek zamanlı çalışır.

Algoritmanın temel çalışma adımları şöyledir:

  1. DEM Yükleme: Arazi yükseklik haritası raster olarak okunur ve 3D mesh yapısına dönüştürülür.
  2. Kaynak Belirleme: Kullanıcı harita üzerinden taşkın veya yağış merkezini seçer.
  3. Komşuluk Analizi: Seçilen pikselin çevre piksellerle olan yükseklik farkı hesaplanır. Su, en düşük yüksekliğe sahip hücreye doğru yönlendirilir (Flow Direction).
  4. Hacim Dengesi: Yağan yağmur miktarı veya baraj patlaması debisi doğrultusunda, biriken su hacmi pikseller arasında dağıtılır. Çukur alanlar (sinks) tamamen dolana kadar su çevreye yayılmaz.

3. 3D Görselleştirmenin Karar Destek Süreçlerine Katkısı

İki boyutlu (2D) taşkın haritaları teknik personel için yeterli olsa da yerel yönetimler, acil durum ekipleri ve halk için riskin boyutunu kavramak zordur. 3D simülasyonlar, su seviyesinin binaların hangi katına kadar ulaşacağını, kritik altyapı tesislerinin (hastaneler, trafolar) ne zaman etkileneceğini görsel olarak ortaya koyar.

GeoVista'nın sunduğu 3D görselleştirme motoru sayesinde, taşkın anında kaçış rotalarının açık olup olmadığı saniyeler içinde analiz edilebilir. Python programlama dili ile bu verilerin otomatik olarak nasıl çekildiğini merak ediyorsanız GeoPandas Mekânsal Analiz Rehberimize göz atabilirsiniz.

Coğrafi Modelleme ve CBS projeleri üzerine akademik bir çalışma yürütüyorsanız, benimle ortak bir araştırma kurgulamak için İletişim Formunu doldurarak mesajınızı iletebilirsiniz.