Havalimanlarında Yapısal Değişimlerin PSInSAR Tekniği ile Belirlenmesi: İstanbul Havalimanı Örneği

Detection of Structural Movements with PSInSAR Technique at Airports: A Case Study of Istanbul Airport

Özet

Deniz dolgusuna veya ıslah edilen arazilere inşa edilen havalimanları, gerek yapının ağırlığıyla zeminde oturması ve gerekse de dolgu kili kullanıldığında kilin zamanla şişmesi-kabarması sonucu yapıyı kaldırmasına karşı oldukça hassas konumdadır. Ayrıca, dolgularda zemin sıvılaşması tektonik hareketlere karşı yapıyı daha da hassas bir hale getirmektedir. Zaman içerisinde zeminde ve yapılarda meydana gelen hareketlerin belirlenmesi amacıyla geliştirilen Interferometrik Yapay Açıklıklı Radar (InSAR-Interferometric Synthetic Aperture Radar) zaman serisi yöntemleri, kullanılan uydu görüntülerinin mekânsal çözünürlüğüne bağlı olarak mm mertebesinde meydana gelen deformasyonları belirleyebilmektedir. Bu çalışmada, sulak alanlar üzerine inşa edilen İstanbul Havalimanı’nın kullanıma açıldığı Kasım 2018’den Kasım 2021 yılına kadar meydana gelen yapısal hareketler Sabit Saçıcı Interferometri (PSI-Persistent Scatterer Interferometry) yöntemi kullanılarak belirlenmiştir. Çalışmada, Avrupa Uzay Ajansı tarafından ücretsiz olarak servis edilen ve yükselen yörüngede alınan 186 Sentinel-1 SAR görüntüsü kullanılmıştır. Ayrıca sonradan inşa edilen C pisti için gerçekleştirilen analizde de Temmuz 2020-Kasım 2021 zaman aralığında 85 uydu görüntüsü kullanılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre havalimanının kuzey kesimlerinde uydu bakış yönünde negatif yönde yüzey hareketi tespit edilirken, güney kesimlerinde ise pozitif yönde yüzey hareketi tespit edilmiştir. 73 ha sulak alanın ıslah edildiği bölgenin çevresinde -20 mm’ye varan yüzey hareketlerinin belirlenmesi, havalimanlarında ıslah edilerek doldurulan alanların zemin hareketlerine karşı daha hassas olduğunu göstermektedir. Elde edilen sonuçlar, özellikle dolgu alanlar üzerine inşa edilen yapılarda ve özellikle havalimanlarında hem yersel hem de uydu bazlı sürekli izleme sistemlerinin kurulması için yol gösterici olarak kullanılabilecektir.

Abstract

Airports built on sea fill or reclaimed land are quite sensitive to the fact that the settlements occur due to the weight of the structure, and when the clay is used as filling material, the clay swells over time and lifts the structure. In addition, soil liquefaction in filled lands makes the structure even more sensitive to tectonic movements. Interferometric Synthetic Aperture Radar (InSAR) time series methods, developed for determining the movements that occur over time, can determine the mm scale deformations depending on the spatial resolution of the satellite image used. For this purpose, the deformation analysis of Istanbul Airport, which was built on reclaimed wetlands area, between the years November 2018 that airport was put into operation and November 2021 using the Persistent Scatterer Interferometry (PSI) method. In the study, 186 Sentinel-1 SAR images in ascending orbit direction provided free of charge by the European Space Agency were used. In addition, 85 satellite images were used in the analysis carried out between July 2020 and November 2021 for the runway C which was put into operation in July 2020. According to the obtained results, settlement movement was detected in the satellite line of sight (LOS) direction in the northern parts of the airport, while the uplift movement was detected in the southern parts. Determination of up to 20 mm settlement movements around the area where 73 ha of wetland was reclaimed shows that the reclaimed areas were more sensitive to the movements in the airport. The obtained results can be used as a guide for the establishment of both terrestrial and satellite-based continuous monitoring systems, especially in airports built on filled areas.