Yöntem ve sınırlarMethod & limits

Şeffaf yöntemTransparent method

Yöntem ve sınırlarMethodology & limitations

KOBRA yedi fazlık bir süreçle geliştirildi: literatür taraması → mevcut simülatör/algoritmalar → veri kaynakları → entegrasyon katmanı → uydu/LiDAR/SAR/drone işleme → hibrit klasik–kuantum motor → sonuçlar ve yorumlama. Motor, obruk_engine Python paketidir; Colab'da run_all() tek çağrısıyla uçtan uca çalışır.KOBRA was built in seven phases: literature review → existing simulators/algorithms → data sources → integration layer → satellite/LiDAR/SAR/drone processing → hybrid classical–quantum engine → results and interpretation. The engine is the obruk_engine Python package; in Colab a single run_all() call runs it end to end.

AOIKarapınar · UTM 36NIzgaraGrid100 m DoğrulamaValidation5 km mekânsal blok + zamansal5 km spatial blocks + temporalÖlçütMetriccap@5% KuantumQuantumadil klasik kıyaslawith fair classical baseline

1Ne yapar: veriden risk haritasınaWhat it does: from data to a risk map

Her adım bir önceki adımın önbelleklenmiş çıktısını kullanır; hata veren bir konnektör motoru durdurmaz, izlenebilirlik kaydına yazılır.Each step uses the cached output of the previous one; a failing connector does not stop the engine, it is logged to the provenance record.

Faz 4 · VeriPhase 4 · Data
OSM obrukları, GNSS, NASA POWER, AFAD, Copernicus DEM, LiCSAR InSAR, Sentinel-2OSM sinkholes, GNSS, NASA POWER, AFAD, Copernicus DEM, LiCSAR InSAR, Sentinel-2
Faz 5 · GörüntüPhase 5 · Imaging
DEM kapalı çukur çıkarımı, SBAS InSAR, yaz NDVI (sulama vekili)DEM depression extraction, SBAS InSAR, summer NDVI (irrigation proxy)
Özellik ızgarasıFeature grid
100 m UTM ızgarası; statik + zaman-sızıntısız dinamik katmanlar100 m UTM grid; static + leakage-free dynamic layers
Modeller + fizikModels + physics
Yakınlık / lojistik / RF / LightGBM + örtü-çökme Monte CarloProximity / logistic / RF / LightGBM + cover-collapse Monte Carlo
Faz 7 · ÇıktılarPhase 7 · Outputs
Risk haritası, senaryolar, izleme ağı, yorum, Word/HTML raporRisk map, scenarios, monitoring network, interpretation, Word/HTML report
Faz 6 · Hibrit kuantum koluPhase 6 · Hybrid quantum branch kıyaslıbenchmarked
Kuantum çekirdek aynı veride RBF Nyström ile kıyaslanır; izleme ağı QUBO'su kesin çözümle karşılaştırılır. Üstünlük yalnızca bu kıyasta görülürse iddia edilir.The quantum kernel is benchmarked against RBF Nyström on the same data; the monitoring QUBO is compared with the exact solution. An advantage is claimed only if it shows up in this comparison.

2Motor modülleri (obruk_engine)Engine modules (obruk_engine)

Notebook, paketi %%writefile hücreleriyle Colab diskine yazar; bağımsız, tek dosyalık bir notebook'tur.The notebook writes the package to the Colab disk with %%writefile cells; it is a self-contained single notebook.

integration — Faz 4integration — Phase 4

Tek giriş noktası DataHub: her konnektör veriyi çeker, diske önbellekler, provenance.csv'ye kaynak/URL/lisans/zaman yazar. Sınıf C/D veriler load_upload_* ile yüklenir.Single entry point DataHub: each connector fetches, caches to disk and writes source/URL/licence/time to provenance.csv. Class C/D data are loaded via load_upload_*.

configintegration

imaging — Faz 5imaging — Phase 5

Kapalı çukur çıkarımı ve obruk benzerlik skoru (dairesellik, derinlik/çap, alan); iki dönem DEM farkı; LiCSAR küçük-baz SBAS (Tikhonov), koherens maskesi, yükselen+alçalan → düşey/doğu; NISAR L-bant okuyucu; Sentinel-2 yaz NDVI; SAR log-oran değişimi; drone boşluk adayları.Closed-depression extraction and sinkhole-likeness score (circularity, depth/diameter, area); DEM of difference; LiCSAR small-baseline SBAS (Tikhonov), coherence mask, ascending+descending → vertical/east; NISAR L-band reader; Sentinel-2 summer NDVI; SAR log-ratio change; drone void candidates.

DEMSBASS2 NDVI

featuresfeatures

Ortak 100 m UTM ızgarası. Statik: yükseklik, eğim, 300 m / 1 km rölyef, çukur derinliği/yoğunluğu, faya uzaklık, WorldCover oranları, kil, InSAR LOS hızı/koherens, yaz NDVI ortalaması/eğilimi, sulama sıklığı. Dinamik: kesme yılına kadar bilinen obruklara uzaklık ve yoğunluk.Common 100 m UTM grid. Static: elevation, slope, 300 m / 1 km relief, depression depth/density, distance to faults, WorldCover fractions, clay, InSAR LOS velocity/coherence, summer NDVI mean/trend, irrigation frequency. Dynamic: distance and density of sinkholes known up to the cutoff year.

17 + 2

physicsphysics

Örtü-çökme (kemerlenme) fizik modeli, 20 000 boşluklu popülasyon Monte Carlo; yeraltı suyu senaryolarıyla 2026–2040 beklenen obruk sayıları ve belirsizlik bantları.Cover-collapse (arching) physics model, population Monte Carlo with 20,000 voids; expected sinkhole counts 2026–2040 with uncertainty bands under groundwater scenarios.

Monte CarloNelder–Mead

modelsmodels

Yakınlık taban çizgisi, lojistik regresyon, Random Forest, LightGBM ve sıra-ortalaması topluluk; mekânsal blok ve zamansal doğrulama; Poisson hücre-yıl (Hawkes-benzeri) modeli tarihli envanter gelince.Proximity baseline, logistic regression, Random Forest, LightGBM and a rank-average ensemble; spatial-block and temporal validation; Poisson cell-year (Hawkes-like) model once a dated inventory exists.

scikit-learnLightGBM

quantum — Faz 6quantum — Phase 6

Cihaz-agnostik hibrit motor: ZZ öznitelik haritalı Nyström kuantum çekirdeği, VQC (PennyLane), izleme ağı QUBO'su; Qiskit/OpenQASM ortak ara temsil.Device-agnostic hybrid engine: Nyström quantum kernel with a ZZ feature map, VQC (PennyLane), monitoring-network QUBO; Qiskit/OpenQASM as the common IR.

QiskitPennyLanedimod

interpretinterpret

Jeodezi ve obruk mühendisliği bulgularını vatandaş diline çevirir; yerleşim kartları, bölge özeti, kurum notları (AFAD, belediye, DSİ, HGM/TKGM).Turns geodesy and sinkhole-engineering findings into citizen language; settlement cards, regional summary, institutional notes (AFAD, municipality, DSİ, HGM/TKGM).

TR

webmapwebmap

Leaflet tabanlı katmanlı tek-dosya HTML harita; sekmeler: Nokta yorumu · Yerleşimler · Bölge özeti · Kurumlar · Teknik.Leaflet-based single-file layered HTML map; tabs: Point interpretation · Settlements · Regional summary · Institutions · Technical.

Leaflet

results · report · pipelineresults · report · pipeline

run_all(): veri → görüntü → ızgara → klasik + kuantum doğrulama → haritalar → fizik senaryoları → QUBO → donanım hazırlığı → Word/HTML rapor ve GeoTIFF çıktıları.run_all(): data → imaging → grid → classical + quantum validation → maps → physics scenarios → QUBO → hardware readiness → Word/HTML report and GeoTIFF outputs.

python-docxGeoTIFF

3Fizik modeli: örtü-çökmePhysics model: cover collapse

Kuvaterner göl çökelleri ve yüzeye yakın kohezif kapak kaya altında karstlaşmış İnsuyu kireçtaşı; yeraltı suyu seviyesi (YAS) örtü–ana kaya ara yüzeyinin altına inince kaldırma desteği kaybolur, süffozyon başlar ve boşluk büyür. Kapak tıkacı dengesi:Karstified İnsuyu limestone below Quaternary lake deposits and a near-surface cohesive caprock; when the water table drops below the cover–bedrock interface, buoyant support is lost, suffosion starts and the void grows. Cap-plug equilibrium:

Direnç / Resistance = 2πaH · (c' + K·γ·H/2·tanφ') Ağırlık / Weight = γ·πa²·H FS = 2(c' + K·γ·H/2·tanφ') / (γ·a) FS < 1 → ani çökmesudden collapse; a_crit = 2τ/γ

Kalibrasyon hedefleri (literatür, kodda sabit)Calibration targets (literature, fixed in code)

DönemPeriodGözlenen yıllık obruk (havza ölçeği)Observed sinkholes / yr (basin scale)
2000–2010≈ 3
2016–2019≈ 32
2020–2024≈ 22

N (boşluk sayısı), H dağılımı (log-normal) ve büyüme hızı medyanı ızgara araması + Nelder–Mead ile bu sayılara uydurulur. Popülasyon tükenmesi, YAS düşmeye devam ederken yıllık sayının azalmasını mekanistik olarak üretir.N (number of voids), the H distribution (log-normal) and median growth rate are fitted to these counts by grid search + Nelder–Mead. Population depletion mechanistically reproduces the decline in annual counts while the water table keeps falling.

YAS derinliği çapaları (kodda sabit)Water-table depth anchors (fixed in code)

YılYearOrtalama YAS derinliği (m)Mean water-table depth (m)
19830,00 (geri hesap)(back-calculated)
200023,63
201431,47
202239,45

Sabitler: γ = 19,0 kN/m³, K₀ = 0,5, Monte Carlo popülasyonu 20 000. Senaryolar YAS eğilimini (m/yıl) değiştirerek 2026–2040 için beklenen sayıları üretir; sonuçlar β (durağan YAS'ta süffozyon oranı) varsayımına duyarlıdır.Constants: γ = 19.0 kN/m³, K₀ = 0.5, Monte Carlo population 20,000. Scenarios vary the water-table trend (m/yr) to produce expected counts for 2026–2040; results are sensitive to the β assumption (suffosion rate under a stable water table).

4Doğrulama yöntemiValidation method

Doğrulama protokolü kodda tanımlıdır. 2026-11-02 çalıştırmasının gerçek metrikleri Doğrulama sayfasındadır.The validation protocol is defined in code. Real metrics from the 2026-11-02 run are on the Validation page.

Mekânsal blok CVSpatial block CV

5 km bloklarla GroupKFold; her katta eğitim negatifleri örneklenir, test tüm blok hücreleridir — mekânsal sızıntıyı önler.GroupKFold on 5 km blocks; training negatives are sampled per fold, testing uses all block cells — prevents spatial leakage.

Zamansal doğrulamaTemporal validation

Kesme yılına kadar bilinen obruklarla eğit, sonra oluşanları tahmin et; dinamik katmanlar yalnızca geçmiş bilgisini kullanır.Train on sinkholes known up to a cutoff year, predict later ones; dynamic layers use past information only.

ÖlçütlerMetrics

ROC-AUC, PR-AUC, alan-yakalama eğrisi (alanın %1 / 2 / 5 / 10'unda yakalanan oran), bootstrap %95 güven aralığı. cap@5%: haritanın en riskli %5'i, katlar-dışı obrukların ne kadarını yakalıyor.ROC-AUC, PR-AUC, area-capture curve (share captured in the top 1 / 2 / 5 / 10% of area), bootstrap 95% CI. cap@5%: how many out-of-fold sinkholes the riskiest 5% of the map captures.

Kural: yakınlık (proximity) taban çizgisini geçmeyen bir model operasyonel değer katmaz.Rule: a model that does not beat the proximity baseline adds no operational value.

5Yorumlama eşikleriInterpretation thresholds

Eşikler ve metin şablonları interpret.py'de tek kaynaktan tanımlanır; harita arayüzü aynı JSON'u kullanır.Thresholds and text templates are defined once in interpret.py; the map interface uses the same JSON.

KonuTopicEşikThresholdGerekçe (koddaki not)Rationale (code note)
Risk sınıfı (duyarlılık yüzdeliği)Risk class (susceptibility percentile)Çok düşükVery low <50 · DüşükLow 50–80 · OrtaMedium 80–95 · YüksekHigh 95–99 · Çok yüksekVery high ≥99Alandaki tüm hücreler arasında göreli sıraRelative rank among all cells in the area
YakınlıkProximity0,5 km / 2 kmGökkaya vd. 2026: eski obrukların 500 m tamponu yeni obrukların %65'ini içeriyorGökkaya et al. 2026: a 500 m buffer around old sinkholes contains 65% of new ones
InSAR düşey hızInSAR vertical velocity−10 / −30 / −60 mm/yılyrNegatif = çökmeNegative = subsidence
Farklı oturmaDifferential settlement1/500 radBjerrum (1963) çatlak eşiğiBjerrum (1963) cracking limit
Fay yakınlığıFault proximity3 kmGEM küresel diri fay haritası (kaba ölçek)GEM global active faults (coarse scale)
Sulama yoğunluğuIrrigation intensity0,15 / 0,353 km çevrede yaz NDVI > 0,5 sıklığıFrequency of summer NDVI > 0.5 within 3 km

6Sınırlar: ne söyleyebiliriz, ne söyleyemeyizLimits: what we can and cannot say

Bu listeler motorun kendi metin şablonlarından alınmıştır.These lists are taken from the engine's own text templates.

SöyleyebilirizWe can say

  • Bölgenin hangi kesimlerinin obruk açısından daha riskli olduğunu (göreli sıralama).Which parts of the region are relatively riskier for sinkholes (relative ranking).
  • Uydu radarı ve GNSS ile ölçülen geniş alanlı yer çökmesinin hızını.The rate of wide-area subsidence measured by satellite radar and GNSS.
  • Yeraltı suyu düşüşü sürerse önümüzdeki 15 yılda beklenen obruk sayısının büyüklüğünü (geniş bir aralıkla).The magnitude of expected sinkhole counts over the next 15 years if groundwater decline continues (with a wide range).

Tarih/konum kehaneti yokNo date/location forecasts

Bir obruğun tam olarak nerede ve ne zaman açılacağı söylenemez.We cannot say exactly where and when a sinkhole will open.

Parsel ölçeği yokNo parcel-level answer

Belirli bir evin, ahırın veya tarlanın altında boşluk olup olmadığı söylenemez; yerinde jeofizik etüt ve sondaj gerekir.We cannot say whether there is a void under a specific house, barn or field; on-site geophysics and drilling are needed.

ÇözünürlükResolution

100 m'den küçük ayrıntılar ve uydu sinyalinin bozulduğu tarlalardaki hareket görülemez.Details below 100 m and motion in fields where the radar signal decorrelates cannot be seen.

Eksik envanterIncomplete inventory

Açık kaynak obruk envanteri eksiktir (OSM'de 47 obruk; AFAD kaydı ≈741). Harita tam envanter geldiğinde değişebilir.The open sinkhole inventory is incomplete (47 sinkholes in OSM; AFAD record ≈741). The map may change once the full inventory is available.

Varsayıma duyarlı senaryolarAssumption-sensitive scenarios

Fizik senaryo farkları β varsayımına duyarlıdır; DSİ kuyu verisi ve tarihli envanterle yeniden kalibre edilmelidir.Physics scenario differences are sensitive to β; they should be recalibrated with DSİ well data and a dated inventory.

InSAR kapsamıInSAR coverage

2026-11-02 çalıştırmasında LiCSAR SBAS üretildi; ancak koherens < 0,5 maskesinden sonra iki çerçevede de piksellerin yalnızca %34–35'i geçerli kaldı (tarlalarda sinyal bozulur).In the 2026-11-02 run LiCSAR SBAS was produced; after the coherence < 0.5 mask only 34–35% of pixels remained valid in both frames (the signal decorrelates over fields).

7Veri talepleri (sonuçları en çok iyileştirecek sırayla)Data requests (in order of impact)

  1. AFAD/KTÜN tarihli obruk envanteri (≈741 kayıt) veya Gökkaya–Gutiérrez 2026 / Orhan vd. 2024 envanterleriAFAD/KTÜN dated sinkhole inventory (≈741 records) or the Gökkaya–Gutiérrez 2026 / Orhan et al. 2024 inventories
  2. DSİ gözlem kuyusu seviyeleri (e-Devlet Hidrometrik Veri Talebi)DSİ observation-well levels (e-Devlet hydrometric data request)
  3. HGM 5 m DEM veya LiDAR; MTA 1:25k jeoloji + diri fay vektörleriHGM 5 m DEM or LiDAR; MTA 1:25k geology + active-fault vectors
  4. NISAR L-bant GUNW zaman serisi (Earthdata) ve TUSAGA-Aktif RINEXNISAR L-band GUNW time series (Earthdata) and TUSAGA-Aktif RINEX