Makine öğrenmesi yöntemleri ile hava kirliliği tahmini: Manisa ve Zonguldak örneği


Tezin Türü: Yüksek Lisans

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

Tezin Onay Tarihi: 2022

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: BÜŞRA DUYGU ÇELİK

Danışman: Nursal Arıcı

Özet:

Dünyadaki artan nüfusla beraber meydana gelen enerji kullanımındaki artış, şehirleşme ve

ısınma aktiviteleri sonucunda ortaya çıkan hava kirliliği her geçen gün artarak büyük bir

çevre sorunu haline gelmiştir. Hava kirliliği problemi, atmosferde bulunan hava

bileşiklerinin değişmesine, asit yağmurlarına, ozon tabakasının incelmesine, doğada bulunan

tüm canlılar üzerindeki olumsuz etkilere sebep olarak ekosisteme ciddi zarar vermektedir.

Hava kirliliğinin önceden bir model oluşturularak değerlendirilmesi, oluşan kirliliğe karşı

önlemler almakta ve hava kalitesinin iyileştirme çözüm süreçlerini kolaylaştırmakta büyük

önem taşımaktadır. Hava kirliliğinin birçok parametreden etkilenmesi, her parametrenin

ölçülememesi ve modellemeler sonunda elde edilen yüksek doğruluk bu konuda makine

öğrenmesi tekniklerinin kullanılmasının temel nedenidir. Bu tez çalışmasında Zonguldak ve

Manisa iline ait 2016-2021 yılları arasında ölçülen PM10, SO2, CO, NO2, NOX, O3

kirleticileri ile Sıcaklık, Nem, Yağış, Rüzgâr Hızı ve Basınç meteoroloji parametrelerinden

oluşan bir veri seti kullanılmıştır. Veri seti literatürde iyi bilinen Destek Vektör Makinaları,

Karar Ağaçları, Naif Bayes, Rastgele Orman, K-En Yakın Komşu ve Uzun Kısa Süreli

Bellek yöntemleriyle modellenmiş ve Kök Ortalama Kare Hatası (KOKH), Ortalama Mutlak

Hata (OMH), ve Açıklayıcılık Katsayısı (𝑅2) ile modellerin başarısı karşılaştırılmıştır. İki

istasyon için LSTM %87 değeri ile diğer yöntemlerden daha iyi sonuç verdiği görülmüştür.

En düşük performansı ise %36 değer ile Naif Bayes olmuştur.

Anahtar Kelimeler : Makine öğrenmesi, hava kirliliği, hava kirliliği tahmini