Makine Öğrenmesi Yöntemleri İle Havza Çıkış Debisi Tahmini


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2022

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: KEREM KAYA

Danışman: Önder Koçyiğit

Özet:

Meteorolojik kaynaklı afetlerden taşkınların verdiği zararlar hem ülkemizde hem de dünyada

her geçen yıl artarak devam etmektedir. İklim değişimi, plansız şehirleşme vb. etkiler

taşkınların görülme sıklığını ve verdiği zararları etkileyen en önemli parametrelerdir.

Özellikle iklim değişimine bağlı olarak yağış rejimleri değişebilmektedir. Yağış rejimlerinin

değişimi ise yağış şiddetleri, yağış miktarı ve mevsimsel rejimi etkilemektedir. Mühendislik

hizmetleri, tasarlanacak sanat yapıları ve şehirleşme planlarını doğrudan etkileyen bu

parametrelerin zamansal ve mekânsal değişimlerinin incelenmesi önemlidir. Literatürde

yapılan çalışmalar incelendiğinde meteorolojik verilerin analizinin oldukça önemli olduğu

görülmektedir. Bu nedenle yağış–akış ilişkisinin birlikte değerlendirildiği istatistiksel

yöntemlerin yanı sıra Coğrafi Bilgi Sistemlerindeki alt yapı çalışmalarının kişisel

bilgisayarlarda kullanıma uygun hale gelmesi ile birlikte makine öğrenme yöntemleri tahmin

modellerinin geliştirilmesi ve kullanımı da artmıştır. Bu tez çalışması kapsamında sıkça

taşkınların yaşandığı, can ve mal kayıplarına neden olan Batı Karadeniz Bölgesinde yer alan

Bartın havzası çalışma alanı olarak seçilmiştir. Çalışmanın amacı, meteorolojik veriler ile

akış debileri arasındaki ilişkileri makine öğrenme yöntemlerinden Yapay Sinir Ağları, KMeans

Kümeleme Yöntemi ve Destek Vektör Regresyon yöntemlerini kullanarak

araştırmaktır. Çalışmada Makine Öğrenme yöntemlerinin dışında Moulheli (2003)

tarafından geliştirilen GR2M modeli de kurulmuştur. Elde edilen analiz sonuçları ve mevcut

akım gözlem istasyon verileri, Kök Ortalama Kare Hata (RMSE), Nash-Sutcliffe Etkinlik

Katsayısı (NSE) ve Determinasyon Katsayısı (r2) ile birlikte değerlendirilmiştir. Çalışmada

kullanılan yöntemlerin hem tekil olarak çalıştırılmış sonuçları hem de birlikte kullanımları

durumunda elde edilen sonuçlar değerlendirilmiştir. Özellikle Yapay Sinir Ağları ve KMeans

Kümeleme yöntemlerinin birlikte kullanımı ile edilen tahmin sonuçları diğer model

tahmin sonuçlarına göre daha az hata üretmiştir.

Anahtar Kelimeler : Yapay sinir ağları, coğrafi bilgi sistemleri, Batı Karadeniz havzası,

istatistiksel hidroloji