İçeriğe geç

Nicel araştırma · 2024

Anlamsal Segmentasyon Aracılığıyla İstanbul'daki Ortabayır ve Levent Semtleri Arasındaki Görsel-Algısal Ayrışmanın Niceliksel Olarak Belirlenmesi

Quantifying the Visuo-Perceptual Segregation Between Ortabayır and Levent District in Istanbul through Semantic Segmentation

Okur sorusu

Semantik segmentasyon yöntemiyle İstanbul Levent ve Ortabayır semtleri arasındaki görsel-algısal ayrışma nasıl ölçülmüştür?

Bu çalışmada, İstanbul Levent ve Ortabayır semtlerinden toplanan 300 sokak panoraması U-net tabanlı semantik segmentasyonla analiz edilmiş ve 50 katılımcının 7'li Likert puanlamasıyla değerlendirilmiştir.

Kaynak izi: (Kassab & Uzun, 2024) · (Kassab & Uzun, 2024)

Öne çıkanlar

  • Levent semti doğa varlığı (0,756) ve güvenlik algısında (0,802) öne çıkarken, Ortabayır semti yoğun yapılaşma oranıyla (0,615) karakterize edilmektedir.
  • Yapılaşma yoğunluğu estetik güzellik (r = -0,807) ve güvenlik algısını olumsuz etkilerken, doğal yeşil örtü algısal kaliteyi güçlü şekilde artırmaktadır.
  • Ortabayır'daki yüksek parametre varyansı, kentsel ayrışmanın komşu semtler arasında olduğu kadar bölge içi heterojenlik düzeyinde de yaşandığını kanıtlamaktadır.
Yayın türü
Nicel araştırma
Yazarlar
Jood Kassab ve Can Uzun
Dergi / alan
Sakarya University Journal of Science · Sosyal Bilimler
Yıl
2024
Örneklem
Levent semtinden 150 ve Ortabayır semtinden 150 olmak üzere doğu-batı ile kuzey-güney akslarındaki ana ve ara sokaklardan seçilmiş toplam 300 adet sokak panoraması ve görüntüleri…
Veri kaynakları
Görseller Yandex Panoramas platformundan çekilerek toplanmış; algısal veriler ise Google Forms arayüzü üzerinden 50 değerlendiriciye her bir görsel için güvenlik ve estetik…
Analiz yöntemi
U-net transfer öğrenme modeliyle görsellerdeki 7 semantik etikete (yapı, kaldırım, araç, gökyüzü, doğa, insan, yol) ait piksel oranları hesaplanmış; bölgesel ortalamalar ve…

İnceleme özeti

Kentsel alanlarda yaşanan hızlı değişimler, komşu yerleşimler arasında belirgin mekânsal ve algısal farklılıklar yaratarak sosyo-kültürel eşitliği ve kent yaşam kalitesini doğrudan etkilemektedir. Geleneksel kentsel ayrışma çalışmaları ağırlıklı olarak sosyo-ekonomik verilere ve anketlere dayanırken, büyük kentsel veri kaynaklarının ve derin öğrenme tekniklerinin gelişimi kentsel çevrenin nicel olarak değerlendirilmesine yeni olanaklar sunmuştur. İstanbul'da Büyükdere Caddesi hattı boyunca yan yana konumlanan Levent ve Ortabayır semtleri, tarihsel gelişimi ve yapısal tipolojileri bakımından Türkiye'deki kentsel tezatların en somut örneklerinden birini temsil etmektedir. Bu bağlamda kentsel ayrışmanın yalnızca mekânsal değil, sokak düzeyindeki görsel ve algısal bileşenler üzerinden ölçülmesi, kentsel planlama politikalarının daha adil ve veriye dayalı oluşturulması açısından kritik bir araştırma problemi olarak öne çıkmaktadır.

Araştırma, Levent ve Ortabayır semtleri arasındaki görsel-algısal ayrışmayı semantik segmentasyon ve nicel algı değerlendirmesi yöntemlerini entegre ederek ölçmeyi hedeflemektedir. Çalışma kapsamında Yandex panoramalarından derlenen 150'şer adet sokak düzeyi görüntüden oluşan toplam 300 fotoğraflık bir veri seti oluşturulmuştur. Görüntüler üzerinden bina, kaldırım, araç, gökyüzü, doğa/yeşil alan, insan ve yol olmak üzere yedi semantik etiket U-net derin öğrenme mimarisi ve transfer öğrenme tekniğiyle analiz edilmiş, piksel oranları hesaplanmıştır. Eşzamanlı olarak 50 katılımcı tarafından bu görüntüler 7'li Likert ölçeğinde güvenlik ve estetik güzellik kriterlerine göre değerlendirilerek toplam 30.000 veri noktası elde edilmiştir. Elde edilen veri seti üzerinde karşılaştırmalı istatistiksel analizler ile korelasyon analizleri uygulanarak görsel ve algısal değişkenler arasındaki ilişkiler incelenmiştir.

Elde edilen istatistiksel bulgular, Ortabayır semtinde bina, araç, gökyüzü, insan ve yol piksellerinin ortalama değerlerinin Levent'e göre belirgin şekilde yüksek olduğunu göstermektedir. Buna karşılık Levent semti, doğa/yeşil alan oranı ile güvenlik ve estetik güzellik puanlarında Ortabayır'a kıyasla çok daha yüksek ortalamalara sahiptir. Korelasyon analizleri, birleştirilmiş veri setinde bina yoğunluğunun estetik, güvenlik ve doğa puanlarıyla güçlü negatif ilişki gösterdiğini; doğa/yeşil alan varlığının ise güvenlik ve güzellik algısını pozitif yönde etkilediğini ortaya koymuştur. Ayrıca Ortabayır semtindeki değişkenlerin varyans değerlerinin Levent'e göre yüksek çıkması, Ortabayır'da sokak bazında homojen olmayan bir görsel yapının bulunduğunu doğrulamıştır. Bu durum kentsel ayrışmanın yalnızca bölgeler arası bir problem olmadığını, aynı zamanda bölge içi ayrışma ölçeğinde de varlık gösterdiğini kanıtlamaktadır.

Çalışmanın sunduğu ampirik veriler ve metodolojik yaklaşım, kentsel ayrışma literatüründe mekân sentaksı ve anket temelli geleneksel yaklaşımların ötesine geçerek semantik segmentasyon yardımıyla nesnel ve nicel bir ölçüm modeli sunmaktadır. İstanbul özelinde Levent ve Ortabayır gibi fiziksel olarak bitişik ancak sosyo-görsel açıdan tezat oluşturan alanların ayrışma dinamikleri somut verilerle doğrulanmıştır. Yapılan araştırma, kentsel tasarımcılar ve karar vericiler için yeşil altyapının algısal güvenlik ve estetik üzerindeki belirleyici rolünü göstermekte, adil kaynak tahsisi ve kentsel iyileştirme projeleri için veri temelli bir altlık oluşturmaktadır. Araştırmacılar için ise derin öğrenme algoritmalarının kentsel algı çalışmalarında kullanımına ilişkin uygulanabilir bir yöntemsel çerçeve kazandırmaktadır.

Kuramsal ve kavramsal çerçeve

Çalışma, Büyük Kentsel Veri (UBD) yaklaşımı, yapay zekâ destekli görüntü işleme ve semantik segmentasyon kuramsal temellerine dayanmaktadır. Fiziksel çevre unsurlarının (bina, yeşil alan, yol, kaldırım, araç, insan) insan algısı (güvenlik ve güzellik) üzerindeki etkisini çevre-davranış kuramları çerçevesinde nicel değişkenlerle ilişkilendirerek ele alır.

Makalenin ele aldığı literatür

Çalışma, büyük kentsel veri ve makine öğrenmesi literatürünü kapsayarak Wang ve Yin, Tohidi ve Rustamov ile Rabari ve Storper'ın kentsel veri analizi yaklaşımlarını temel alır. Ayrıca Levent ve Ortabayır bölgesindeki sosyo-ekonomik ve mekânsal ayrışmayı inceleyen Altınok, Özbaki ve Önder ile Ağırbaş'ın mekân sentaksı ve sosyolojik çalışmalarını görsel-algısal boyuta taşıyarak literatürdeki boşluğu doldurur.

Yöntem ve araştırma tasarımı

Araştırmanın amacı

Bu çalışma, İstanbul'un Levent ve Ortabayır semtleri arasındaki görsel ve algısal kentsel ayrışmayı semantik segmentasyon ve kullanıcı algı puanlaması yöntemlerini bir arada kullanarak nicel kanıtlarla ortaya koymayı amaçlamaktadır (Kassab & Uzun, 2024).

Yöntem ve yaklaşım

Araştırma, İstanbul'un Levent ve Ortabayır semtlerinden elde edilen sokak seviyesi panoramik görüntülerin U-net derin öğrenme mimarisiyle semantik segmentasyona tabi tutulması ve bu görüntüler üzerinden 50 değerlendiricinin katılımıyla 7'li Likert ölçeğinde estetik güzellik ve güvenlik puanlaması yapılmasına dayanan nicel ampirik bir yaklaşıma sahiptir (Kassab & Uzun, 2024).

Evren veya inceleme alanı
İstanbul ili Büyükdere Caddesi çevresinde yer alan komşu Levent ve Ortabayır semtlerinin Yandex Panoramas platformunda erişilebilir olan tüm sokak seviyesi panorama görselleri evrenini oluşturmaktadır.
Örneklem veya araştırma materyali
Levent semtinden 150 ve Ortabayır semtinden 150 olmak üzere doğu-batı ile kuzey-güney akslarındaki ana ve ara sokaklardan seçilmiş toplam 300 adet sokak panoraması ve görüntüleri değerlendiren 50 kişilik katılımcı grubu inceleme materyalidir.
Veri toplama süreci
Görseller Yandex Panoramas platformundan çekilerek toplanmış; algısal veriler ise Google Forms arayüzü üzerinden 50 değerlendiriciye her bir görsel için güvenlik ve estetik güzellik faktörlerini 1 ile 7 arasında puanlandırarak elde edilmiştir.
Veri analiz yöntemi
U-net transfer öğrenme modeliyle görsellerdeki 7 semantik etikete (yapı, kaldırım, araç, gökyüzü, doğa, insan, yol) ait piksel oranları hesaplanmış; bölgesel ortalamalar ve varyanslar bıyıklı grafiklerle (whisker plots) karşılaştırılmış ve Pearson korelasyon matrisleri ile değişkenler arası ilişkiler incelenmiştir.
görsel-algısal ayrışmasemantik segmentasyonkentsel ayrışmagüvenlik algısıestetik güzellik algısıbölge içi ayrışma

Bulgular

  1. Levent semtinde ortalama doğa puanı (0,756), estetik güzellik puanı (0,705), güvenlik puanı (0,802) ve kaldırım oranı (0,450), Ortabayır semtine kıyasla belirgin biçimde daha yüksek bulunmuştur (Kassab & Uzun, 2024).

  2. Ortabayır semtinde ortalama yapı oranı (0,615), araç oranı (0,328), gökyüzü oranı (0,311) ve insan oranı (0,141), Levent semtinin ilgili ortalama değerlerinden daha yüksek saptanmıştır (Kassab & Uzun, 2024).

  3. Ortabayır semtinde yapı, araç, doğa, insan ve yol değişkenlerinin varyansı Levent semtine göre çok daha yüksek çıkmış, bu durum Ortabayır sokaklarında yüksek bölge içi görsel heterojenliğe işaret etmiştir (Kassab & Uzun, 2024).

  4. İki semtin birleşik korelasyon analizinde yapılaşma oranı estetik güzellik (r = -0,807) ve güvenlik (r = -0,740) algılarını olumsuz etkilerken, doğal yeşil doku oranı güzellik (r = 0,809) ve güvenlik (r = 0,726) algılarını güçlü bir şekilde olumlu etkilemektedir (Kassab & Uzun, 2024).

Tartışma ve sonuç

Görsel ve algısal karşılaştırma analizleri, Levent ve Ortabayır semtleri arasında belirgin bir mekânsal nitelik farkını ortaya koymaktadır. Levent semtinde doğa varlığı (0,756), kaldırım oranı (0,450), estetik güzellik (0,705) ve güvenlik puanı (0,802) yüksek ortalamalar sergilerken, Ortabayır semtinde yapı yoğunluğu (0,615), araç varlığı (0,328) ve insan hareketliliği (0,141) öne çıkmaktadır. Bu nicel veriler, yan yana yer alan iki semtin fiziksel çevre bileşenleri ve kullanıcı algıları açısından keskin biçimde ayrıştığını kanıtlamaktadır.

Yazarlar, bu ayrışmayı semantik segmentasyon piksel oranları ve algı korelasyonları çerçevesinde açıklamaktadır. Bütünleşik korelasyon matrisinde yapılaşma oranının güvenlik (r = -0,740) ve güzellik (r = -0,807) algısıyla güçlü bir negatif ilişki taşıdığı, buna karşılık doğal yeşil dokunun güzellik (r = 0,809) ve güvenlik (r = 0,726) puanlarını doğrudan artırdığı tespit edilmiştir. Ayrıca Ortabayır'daki yüksek değişkenlik varyansı, kentsel ayrışmanın yalnızca bölgeler arasında değil, bölge içi homojensizlik ve düzensiz yapılaşma ölçeğinde de derinleştiğine işaret etmektedir.

Elde edilen bulgular, kentsel ayrışma literatüründeki önceki çalışmalarla güçlü bir uyum ve tamamlayıcılık sergilemektedir. Özbaki ve Önder'in yanı sıra Ağırbaş tarafından mekânsal dizilim (space syntax) yöntemleriyle ortaya koyulan morfolojik ve mekânsal ayrışma iddiaları, bu araştırmada sokak düzeyindeki yapay zekâ destekli semantik segmentasyon ve algı puanlaması verileriyle nicel boyutta doğrulanmıştır. Yazarlar, geleneksel anket veya morfoloji odaklı yaklaşımlara makine öğrenmesi destekli görsel analitiği ekleyerek literatürdeki yöntemsel boşluğu doldurmaktadır.

Sonuç olarak çalışma, kentsel çevre kalitesi ile yurttaşların güvenlik ve estetik algıları arasındaki ilişkiyi yapay zekâ tabanlı görsel veri işleme teknikleriyle görünür kılmaktadır. Levent ve Ortabayır örneğinde sunulan bu nicel kanıtlar, kentsel dönüşüm, planlama ve kaynak tahsisi süreçlerinde fiziksel çevre düzenlemelerinin ve yeşil alan varlığının algısal eşitlik sağlamadaki kritik rolünü göstermekte, adil ve yaşanabilir kent politikaları için somut veri altyapısı sunmaktadır.

Bulguların önceki araştırmalarla karşılaştırılması

Yazarlar, Özbaki ve Önder'in mekânsal dizilim yöntemiyle ortaya koyduğu komşu semtler arasındaki morfolojik ve sosyo-ekonomik bütünleşme eksikliğini, yapay zekâ tabanlı semantik segmentasyon ve algı puanlaması verileriyle nicel boyutta doğrulamakta ve görsel-algısal katmana taşımaktadır (Kassab & Uzun, 2024).

Yazarların ulaştığı sonuç

Bu çalışma, İstanbul Levent ve Ortabayır semtleri arasındaki keskin görsel-algısal ayrışmayı semantik segmentasyon ve kullanıcı değerlendirmeleriyle nicel olarak kanıtlamaktadır. Araştırma, kentsel ayrışmanın yalnızca bölgeler arası ölçekte değil, aynı zamanda Ortabayır içindeki yüksek yapısal ve algısal varyansın gösterdiği üzere bölge içi ölçekte de gerçekleştiğini ve yeşil doku ile yapılaşma yoğunluğunun kentsel algıyı doğrudan şekillendirdiğini ortaya koymaktadır (Kassab & Uzun, 2024).

Literatürdeki yeri

Bu çalışma, kentsel ayrışma literatüründe geleneksel sosyo-ekonomik ve morfolojik odaklı yaklaşımların ötesine geçerek sokak düzeyindeki görsel-algısal ayrışmayı yapay zekâ teknikleriyle nicelleştiren metodolojik bir işlev üstlenmektedir. Büyük kentsel veri ve semantik segmentasyon yöntemlerini kentsel algı değerlendirmeleriyle harmanlayan araştırma, komşu semtler arasındaki fiziksel ve algısal uçurumları matematiksel göstergelerle görünür kılmaktadır. Böylece kentsel çevre kalitesinin kentlilerin güvenlik ve güzellik algıları üzerindeki doğrudan etkisini doğrulayarak kentsel analitik alanında yöntemsel bir yenilik sunmaktadır.

Çalışma, Özbaki ve Önder (2009) ile Ağırbaş (2019) gibi araştırmacıların Levent ve Ortabayır bölgesinde mekânsal dizilim yöntemleriyle belirlediği morfolojik ve mekânsal ayrışma bulgularını doğrulamakta ve genişletmektedir. Söz konusu literatürün fiziksel doku ve mekânsal yapılaşma üzerindeki tespitleri, bu araştırmada yapay zekâ tabanlı görsel nesne tespiti ve kullanıcı algı puanlamalarıyla tamamlanmaktadır. Yazarlar, anket ve dizilim odaklı geleneksel literatürdeki sınırlılıkları makine öğrenmesi destekli sokak görünümü analitiğiyle aşarak yazına özgün bir katkı sağlamaktadır.

Kentsel çalışmalar literatür taraması yürüten araştırmacılar için bu eser, nesnel görsel veriler ile öznel kullanıcı algılarının nasıl entegre edileceğini gösteren ampirik bir model sunmaktadır. Yapılaşma yoğunluğunun güvenlik ve güzellik algılarını olumsuz etkilerken, doğal yeşil dokunun bu algıları doğrudan artırdığını gösteren korelasyon kanıtları, literatürdeki kent kalitesi tartışmalarına somut veri sağlamaktadır. Ayrıca kentsel ayrışmanın yalnızca komşu semtler arasında değil, semt içi heterojenlik düzeyinde de ölçülebileceğini kanıtlayarak ölçekler arası analiz imkânı yaratmaktadır.

Sözlük

Semantic segmentation · Anlamsal segmentasyon
Dijital görsellerdeki her bir pikseli önceden tanımlanmış nesne sınıflarına ayırarak görsel içerik oranlarını belirleyen makine öğrenmesi yöntemi.
Urban segregation · Kentsel ayrışma
Sosyo-ekonomik, kültürel veya fiziksel çevre farkları nedeniyle kentsel mekânların ve toplumsal grupların birbirinden soyutlanması durumu.
Visuo-perceptual quality · Görsel-algısal kalite
Kentsel çevrenin görsel ögeleri ile kullanıcıların bu mekâna dair hissettikleri güvenlik ve estetik değerlendirmelerinin bileşimi.

Tez ve makale araştırmalarında kullanım

Makalenin doğrulanmış yöntemi, bulguları ve kuramsal çerçevesi; tez ve makale çalışmalarında kullanılacağı bölümle birlikte aşağıdaki araştırma taslaklarına dönüştürülmüştür.

Tez veya makalede kullanım · literatüre-reviewKentsel çevredeki yoğun yapılaşma kent sakinlerinin estetik ve güvenlik algılarını olumsuz etkilerken doğal yeşil doku bu algıları güçlü şekilde artırmaktadır.

Tezin literatür taraması bölümünde, fiziki çevre bileşenlerinin insan algısı üzerindeki etkileri tartışılırken yapılaşma ve yeşil alan oranlarının algısal puanlarla olan korelasyon kanıtları doğrudan referans gösterilebilir (Kassab & Uzun, 2024).

Tarihi ve Modern Kentsel Dokularda Görsel-Algısal Ayrışmanın Derin Öğrenme Yöntemleriyle Karşılaştırmalı Analizi

Araştırma sorusu
Tarihi kent merkezleri ile yeniden bölümlenmiş modern konut alanları arasındaki sokak düzeyi yeşil doku ve yapılaşma oranları kentlilerin güvenlik algısını nasıl etkilemektedir?
Yöntem taslağı
Araştırma, tarihi ve modern iki komşu semtten toplanacak 200 sokak görünümü görseli üzerinde U-net semantik segmentasyonu ile doğa ve yapı piksel oranlarını hesaplayacak, 60 katılımcıdan 7'li Likert ölçeğiyle güvenlik puanı toplayarak korelasyon analizi yapacaktır. Örneklem büyüklüğü güç analiziyle belirlenecektir.

Makaleyle bağlantısı: Makalenin Levent ve Ortabayır semtlerinde doğa oranı ile güvenlik algısı arasında saptadığı güçlü pozitif korelasyon ve yapılaşma yoğunluğunun olumsuz etkisi bulgusundan türetilmiştir (Kassab & Uzun, 2024).

Tez veya makalede kullanım · methodSokak düzeyi kentsel veriler U-net semantik segmentasyon mimarisi ve Likert tipi kullanıcı algı değerlendirmeleriyle nesnel nicel göstergelere dönüştürülebilir.

Yöntem bölümünde, sokak görüntülerinden piksel tabanlı nesne tespiti ve kullanıcı değerlendirmelerinin nasıl birleştirilip istatistiksel karşılaştırma ve korelasyon analizine tabi tutulacağı bu çalışma referans verilerek kurgulanabilir (Kassab & Uzun, 2024).

Sokak Düzeyi Kentsel İyileştirme Projelerinin Bölge İçi Görsel Heterojenlik ve Algısal Denge Üzerindeki Etkisi

Araştırma sorusu
Kentsel dönüşüm geçirmekte olan bir semtte sokak bazındaki yüksek yapı ve araç varyansı kentsel estetik algısını bölgesel ölçekte nasıl biçimlendirmektedir?
Yöntem taslağı
Dönüşüm alanından doğu-batı ve kuzey-güney akslarında seçilecek 150 sokak görseline semantik segmentasyon uygulanarak piksel varyansları hesaplanacak ve algı puanlarıyla whisker plot ile karşılaştırılacaktır. Nitel katılımcı görüşmeleri veri doygunluğuna ulaşıncaya kadar sürdürülecektir.

Makaleyle bağlantısı: Yazarların Ortabayır semtinde tespit ettiği yüksek değişken varyansının bölge içi kentsel ayrışmaya yol açtığı yönündeki sonuç ve tartışmasından türetilmiştir (Kassab & Uzun, 2024).

Tez veya makalede kullanım · TartışmaKentsel ayrışma yalnızca komşu bölgeler arasında değil, bölge içi yüksek yapısal ve görsel heterojenlik biçiminde de tezahür etmektedir.

Tartışma bölümünde, kentsel dönüşüm alanlarındaki düzensiz yapılaşmanın ve görsel dengesizliklerin yarattığı bölge içi ayrışma olgusu temellendirilirken çalışmanın varyans bulguları argüman olarak kullanılabilir (Kassab & Uzun, 2024).

Kentsel Yeşil Altyapı Müdahalelerinin Yayalaştırılmış Sokaklarda Güvenlik ve Estetik Algısına Etkisinin Zamansal Analizi

Araştırma sorusu
Farklı zaman dilimlerinde çekilmiş sokak görüntüleri üzerinden doğa ve kaldırım alanlarındaki artış kentlilerin güzellik puanlarını nasıl değiştirmektedir?
Yöntem taslağı
Farklı yıllara ait sokak panoramaları semantik segmentasyona tabi tutularak yeşil alan indeksi ve kaldırım oranlarındaki değişim zamansal olarak haritalanacak, eşzamanlı algı puanlarıyla t-testi ve regresyon analizi yapılacaktır. Örneklem büyüklüğü güç analiziyle hesaplanacaktır.

Makaleyle bağlantısı: Makalenin sonuç bölümünde çalışmanın ana sınırlılığı olarak belirtilen tek zamanlı görsel kullanımı ve gelecek araştırmalarda farklı zaman dilimlerinin incelenmesi önerisinden türetilmiştir (Kassab & Uzun, 2024).

Kaynakça

  1. Ozbaki, Ç., & Onder, D. E. (2009). The spatial alteration of Istanbul: Celiktepe District. In The 7th International Space Syntax Symposium (p. 083). Stockholm, Sweden.

Bu konudaki diğer çalışmalar

İşletme, Ekonomi ve İletişimHesaplamalı çalışma · 2023

Büyük dil modelleri üzerine ne biliyoruz?

King & Zeng mantığıyla geliştirilen offset terimli Bayesyen lojistik MrP modeli, şiddetli çevrim içi seçim yanlılığı altında bile klasik uncorrected MrP modellerine kıyasla mutlak yanlılığı ortalama 0,077 oranında düşürmekte ve RMSE değerini önemli ölçüde azaltmaktadır.

Roberto Cerina ve Raymond Duch · UvA-DARE (University of Amsterdam) · Sosyal Bilimler