Mühendislik Projelerinde Hacimsel Belirsizlik Yönetimi: Enterpolasyon Algoritmalarının Rolü
MÜHENDİSLİKTE YENİLİKÇİ AKADEMİK ÇALIŞMALAR, Dr. Öğr. Üyesi Umut ÖZKAYA, Editör, All Sciences Academy, Konya, ss.456-467, 2025
- Yayın Türü: Kitapta Bölüm / Araştırma Kitabı
- Basım Tarihi: 2025
- Yayınevi: All Sciences Academy
- Basıldığı Şehir: Konya
- Sayfa Sayıları: ss.456-467
- Editörler: Dr. Öğr. Üyesi Umut ÖZKAYA, Editör
- Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
- Hacettepe Üniversitesi Adresli: Evet
Özet
Mühendislik projelerinde toprak işleri, hem keşif–metraj süreçlerini hem de yapım maliyetlerini doğrudan belirleyen en kritik kalemlerdendir. Bu nedenle kazı–dolgu hacimlerinin güvenilir biçimde hesaplanması, proje planlamasından ihale dokümanlarına ve uygulama kontrolüne kadar birçok aşamada belirleyici rol oynar. Günümüzde bu hesaplar çoğunlukla sayısal/dijital arazi modelleri üzerinden yürütülmekte; böylece arazi yüzeyi daha ayrıntılı temsil edilerek sonuçlar daha hızlı üretilebilmekte ve farklı senaryolar arasında karşılaştırma yapmak kolaylaşmaktadır. Bununla birlikte, elde edilen hacimlerin doğruluğu yalnızca ölçü noktalarının sayısına veya veri yoğunluğuna bağlı değildir. Arazi yüzeyini üretmek için kullanılan enterpolasyon yaklaşımı, yüzeyin gerçek topoğrafyayı ne ölçüde temsil ettiğini ve dolayısıyla hacim hesabının duyarlılığını doğrudan etkiler. Özellikle nokta sıklaştırma aşamasında tercih edilen algoritmalar; eğim kırıkları, yerel dalgalanmalar ve geçiş bölgelerinde farklı davranışlar göstererek hacim sonuçlarında anlamlı farklar doğurabilmektedir. Bu çalışmada yaklaşık 5 km uzunluğunda ve 200 m genişliğinde bir koridor alanı test bölgesi olarak ele alınmış; altı farklı enterpolasyon yöntemi kullanılarak altı ayrı sayısal arazi modeli üretilmiştir. Modellerin araziyi temsil başarımı, kontrol noktaları üzerinden istatistiksel ölçütlerle değerlendirilmiş; Kriging enterpolasyonunun arazi gözlemleriyle en uyumlu sonuçları verdiği belirlenmiştir (± 0.148 m). Ardından, araziyle iyi uyum gösteren yüzeyler ile proje yüzeyi arasında gerçekleştirilen kazı–dolgu hacim hesapları karşılaştırılmış ve uygun yöntem seçimiyle hacimlerin %1’in altında bağıl doğrulukla hesaplanabildiği görülmüştür. Elde edilen bulgular, hacim hesabı çalışmalarında enterpolasyon tercihinin ikincil bir ayrıntı olarak görülmemesi gerektiğini; yöntem seçiminin hem yüzey temsiline hem de nihai metraj sonuçlarına ölçülebilir düzeyde yansıdığını ortaya koymaktadır.
In engineering projects, earthworks represent one of the most critical components, directly determining both quantity surveying processes and construction costs. Consequently, the reliable calculation of cut-and-fill volumes plays a decisive role across various stages—from project planning and the preparation of tender documents to the oversight of construction execution. Today, such calculations are predominantly performed using digital terrain models (DTMs), which allow for a more detailed representation of the land surface, faster generation of results, and easier comparison between different scenarios. However, the accuracy of the calculated volumes does not depend solely on the number of measurement points or data density. The interpolation approach employed to generate the terrain surface directly influences how well that surface represents the actual topography, and by extension, the precision of the volume calculations. In particular, the algorithms chosen for point interpolation can exhibit varying behaviors—especially at slope breaks, localized undulations, and transition zones—which may lead to significant discrepancies in volume estimates. In this study, a corridor area approximately 5 km long and 200 m wide was selected as a test site, and six distinct digital terrain models were generated using six different interpolation methods. The performance of these models in representing the terrain was evaluated through statistical criteria based on control points; it was determined that Kriging interpolation yielded the results most consistent with actual field observations (± 0.148 m). Subsequently, cut-and-fill volume calculations—derived from the surfaces that best represented the terrain—were compared against the project design surface, demonstrating that, with the selection of an appropriate method, volumes can be calculated with a relative accuracy of better than 1%. The findings indicate that the choice of interpolation in volume calculation tasks should not be regarded as a secondary detail; the method selected has a measurable impact on both the representation of the surface and the final volumetric results.