Türkiye'de koordinat sistemleri, EPSG kodları ve datum dönüşümü.

Coğrafi ve projeksiyon koordinatları

Coğrafi koordinat sistemi bir noktayı enlem ve boylamla, yani açı birimiyle tanımlar. Bu sistem bir elipsoide ve o elipsoidin yeryüzüne nasıl oturtulduğunu belirleyen bir datuma dayanır. Aynı enlem ve boylam değerleri farklı datumlarda farklı yerleri gösterebilir.

Projeksiyon koordinat sistemi ise elipsoid üzerindeki noktaları belirli matematiksel kurallarla düzleme aktarır ve konumu metre gibi uzunluk birimleriyle verir. Alan, uzunluk ve mesafe hesapları için projeksiyon koordinatları gerekir. Her projeksiyon bir coğrafi koordinat sistemi üzerine kurulur; bu nedenle bir projeksiyon adı tek başına yeterli değildir, hangi datumla birlikte kullanıldığı da bilinmelidir.

Türkiye'deki koordinat karışıklığının büyük kısmı bu iki katmanın birbirine karıştırılmasından doğar. Doğru soru çoğu zaman şudur: veri hangi datumda ve hangi projeksiyonda üretildi.

Coğrafi koordinatlarda yazım biçimi de hataya açıktır. Aynı değer ondalık derece olarak ya da derece, dakika ve saniye olarak yazılabilir; dakika değerinin ondalık derece gibi okunması konumu kilometrelerce kaydırır. Ayrıca bazı sistemler enlemi önce, bazıları boylamı önce bekler. Türkiye için enlem yaklaşık 36 ile 42 derece arasında, boylam ise 26 ile 45 derece arasında olduğundan, sütunların yeri çoğu zaman bu aralıklara bakılarak kolayca kontrol edilebilir.

WGS84, ED50, ITRF96 ve TUREF

Türkiye'de pratikte karşılaşılan başlıca referans sistemleri şunlardır:

Bu sistemleri ayıran şey, elipsoid ve datumun yeryüzüne nasıl bağlandığıdır. ED50 ile güncel sistemler arasındaki fark ciddi boyuttadır ve mutlaka dönüşüm gerektirir. WGS84 ile TUREF arasındaki fark ise çok daha küçüktür, ama sıfır değildir: yer kabuğu hareket ettiği için sabit bir döneme bağlı koordinatlar ile güncel uydu ölçümleri zamanla birbirinden uzaklaşır. Bu nedenle yönetmelik, referans noktası üreten kullanıcıların nokta hızlarını da üretmesini ve ölçüm dönemindeki koordinatları 2005.0 referans dönemine taşımasını ister. Santimetre düzeyinde doğruluk gereken işlerde bu ayrım ihmal edilmemelidir.

• WGS84: GPS alıcılarının ve web haritalarının kullandığı küresel sistemdir. Mobil cihazlardan ve çevrimiçi servislerden gelen enlem ve boylam değerleri çoğunlukla bu sistemdedir.
• ED50 (European Datum 1950): International 1924 elipsoidine dayanan eski Avrupa datumudur. Türkiye'de uzun yıllar harita üretiminde kullanılmıştır; eski topoğrafik paftalar ve eski büyük ölçekli haritalarla çalışırken sıklıkla karşılaşılır.
• ITRF96: Uluslararası Yersel Referans Sistemi'nin bir gerçekleştirimidir ve Türkiye'de referans koordinat sistemi olarak benimsenmiştir.
• TUREF (Türkiye Ulusal Referans Çerçevesi): ITRF96 temelli ulusal datumdur; referans dönemi 2005.0 olarak seçilmiştir. GRS80 elipsoidini kullanır. Büyük Ölçekli Harita ve Harita Bilgileri Üretim Yönetmeliği kapsamındaki güncel üretim bu çerçeveye dayanır.

UTM ve 3 derecelik TM dilimleri

Türkiye doğu batı yönünde geniş bir alana yayıldığı için tek bir projeksiyon diliminde bozulma kabul edilebilir sınırı aşar. Bu nedenle ülke dilimlere bölünür ve her dilim kendi orta meridyeniyle tanımlanır.

UTM (Universal Transverse Mercator) 6 derecelik dilimler kullanır ve orta meridyende ölçek faktörü 0,9996'dır. Türkiye 35, 36, 37 ve 38 numaralı kuzey dilimlerine düşer. UTM daha çok orta ve küçük ölçekli haritalarda, eski ED50 paftalarında ve uluslararası veri setlerinde görülür.

3 derecelik TM (Transverse Mercator) dilimleri büyük ölçekli harita üretiminde kullanılır. Türkiye'deki dilimlerin orta meridyenleri 27, 30, 33, 36, 39, 42 ve 45 derece doğu boylamlarıdır. Orta meridyende ölçek faktörü 1'dir ve orta meridyene 500.000 metre sağa değer eklenir. Dar dilim genişliği, kadastro, imar ve altyapı projelerinde gereken hassasiyeti korumaya yardımcı olur.

Pratik bir kural: bir veri setinde sağa değerler 500.000 civarında dolaşıyorsa ve belediye ya da kadastro kaynaklıysa, büyük olasılıkla 3 derecelik TM dilimindedir. Hangi dilimde olduğu ise verinin konumuna ve üretildiği bölgenin orta meridyenine bakılarak doğrulanmalıdır.

Dilim sınırına yakın projelerde ayrı bir karar gerekir. Bir il ya da proje alanı iki dilime yayılıyorsa genellikle alanın büyük kısmının düştüğü dilim seçilir ve tüm veri o dilimde tutulur. Aynı veri tabanında iki farklı dilimin karışık saklanması, sonradan yapılan birleştirme ve analizlerde fark edilmesi zor hatalara yol açar.

EPSG kodları

EPSG kodu, bir koordinat referans sistemini datumu, projeksiyonu ve parametreleriyle birlikte tek bir numarayla tanımlar. Yazılımlar arasında veri aktarırken ve servis yayımlarken sistem adını yazmak yerine EPSG kodunu kullanmak belirsizliği ortadan kaldırır. ArcGIS'te bu kodlar WKID olarak geçer.

Aynı ada sahip birden fazla kayıt bulunabildiği için yalnız ada bakarak seçim yapmak yanıltıcıdır. Örneğin TUREF üzerindeki 3 derecelik dilimler hem TM hem de dilim önekli Gauss-Krüger biçiminde ayrı kodlarla tanımlanır. Bir kodun doğru olup olmadığını anlamanın yolu, tanımındaki orta meridyen, ölçek faktörü ve sağa değer ekini verinin kendisiyle karşılaştırmaktır. Türkiye için sık kullanılan kodlar şunlardır:

• EPSG:4326: WGS 84 coğrafi koordinatlar (enlem, boylam).
• EPSG:32635, 32636, 32637, 32638: WGS 84 / UTM 35N, 36N, 37N ve 38N dilimleri.
• EPSG:4230: ED50 coğrafi koordinatlar.
• EPSG:23035, 23036, 23037, 23038: ED50 / UTM 35N, 36N, 37N ve 38N dilimleri.
• EPSG:5252: TUREF coğrafi koordinatlar.
• EPSG:5253 ile 5259 arası: TUREF / TM27, TM30, TM33, TM36, TM39, TM42 ve TM45 dilimleri, sırasıyla.
• EPSG:5269 ile 5275 arası: TUREF / 3 derecelik Gauss-Krüger 9 ile 15 numaralı dilimler. Bunlar TM dilimleriyle aynı orta meridyenleri kullanır, ancak sağa değerin başına dilim numarası eklenmiş biçimdedir.

Datum dönüşümünde sık yapılan hatalar

Koordinat hatalarının çoğu yazılımdan değil, sistemin yanlış tanımlanmasından kaynaklanır. Uygulamada en sık rastlanan durumlar şunlardır:

• Tanımlama ile dönüşümü karıştırmak: Koordinat sistemi bilinmeyen bir veriye yalnızca etiket atamak koordinatları değiştirmez. Veri ED50'de üretilmişse ona TUREF etiketi vermek, gerçek dönüşüm yapılmadığı için onlarca metreyi aşan kaymalara yol açabilir.
• Dönüşüm parametresi seçmemek: ED50 ile WGS84 ya da TUREF arasında geçiş, datum dönüşümü gerektirir. Parametre seçilmeden yapılan anlık gösterim ekranda katmanları üst üste gösterebilir, ama ölçüm ve analiz sonuçları hatalı kalır.
• Yanlış dilim: TM30 verisini TM33 olarak tanımlamak, katmanın yüzlerce kilometre öteye kaymasına neden olur. Dilim, verinin üretildiği bölgenin orta meridyenine göre belirlenmelidir.
• Eksen karışıklığı: Türk jeodezi geleneğinde Y sağa değeri, X yukarı değeri gösterir; birçok CBS yazılımında ise x doğuyu, y kuzeyi ifade eder. Sütunların ters okunması noktaların ülke dışına düşmesiyle sonuçlanır.
• Dilim önekli sağa değer: Başında dilim numarası bulunan sağa değerler, TM tanımıyla açılırsa milyonlarca metre kayar; bu veri için Gauss-Krüger dilim kodları kullanılmalıdır.
• Web Mercator ile ölçüm: Web haritalarının kullandığı EPSG:3857 görüntüleme içindir; bu sistemde doğrudan ölçülen alan ve uzunluklar Türkiye enlemlerinde belirgin biçimde büyük çıkar.

ArcGIS Pro'da doğru çalışma düzeni

ArcGIS Pro, farklı koordinat sistemlerindeki katmanları haritanın koordinat sistemine anlık olarak yansıtır. Datumlar farklıysa harita özelliklerinde coğrafi dönüşüm seçilmesi gerekir; seçilmezse katmanlar birbirine göre kayık görünebilir. Kalıcı dönüşüm için Project aracı kullanılır ve bu araçta da doğru coğrafi dönüşümün belirtilmesi gerekir.

Veri alışverişinde koordinat sistemi bilgisinin kaybolması da sık görülen bir sorundur. Koordinat sistemi tanımı olmadan gelen bir shapefile, tablo olarak iletilen nokta listeleri ya da referans sistemi belirtilmemiş CAD çizimleri içeri alınmadan önce kaynağına sorularak tanımlanmalıdır. Tahminle atanmış bir koordinat sistemi, görünüşte doğru duran ama birkaç metre ya da daha fazla kaymış bir veri üretebilir.

Sağlıklı bir düzen için kurumun bir ana koordinat sistemi belirlemesi, tüm yeni veriyi bu sistemde saklaması ve farklı kaynaklardan gelen veriyi içeri alırken tek bir kontrollü adımda dönüştürmesi önerilir. Dönüşümden sonra bilinen birkaç kontrol noktasında, örneğin nirengi ya da poligon noktalarında, koordinatları karşılaştırmak hatanın erkenden fark edilmesini sağlar. Hangi dönüşüm parametresinin kullanıldığının metaveriye yazılması, yıllar sonra aynı veriyle çalışacak ekip için de önemlidir.

Hızlı kontrol için araçlar

Tek tük noktaların dönüşümünü denemek, bir koordinatın hangi UTM diliminde olduğunu bulmak ya da bir EPSG kodunun neyi temsil ettiğini görmek için masaüstü yazılımı açmak gerekmez. Rodosto Teknoloji'nin ücretsiz çevrim içi araçları arasında koordinat dönüştürücü, EPSG bulucu ve UTM dilim bulucu bulunur; bağlantılar sayfanın sonundadır. Toplu veri dönüşümü ve CAD kaynaklı verilerin coğrafi veri tabanına aktarılması ise ayrı bir planlama gerektirir.

Sık sorulanlar