Gis-based multi-criteria approach for land-use suitability analysis of wind farms: the case study of Karaburun Peninsula, Izmir,-Turkey

Abstract

This study presents a GIS-based multi-criteria approach to identify the most preferred or suitable site for wind farms development in Karaburun Peninsula, İzmir. Criteria for analysis have been identified based on literature review and experts’ opinions. The selected criteria include environmental, technical, and economic as well as social factors. In order to estimate the weights or relative importance of the criteria, the pairwise comparison method in the context of Analytic Hierarchy Process (AHP) is implemented. The overall suitability of the study area is determined through the Weighted Overlay method, which is a sufficient weighted approach in geographical information system (GIS) environment. The outcome or suitability map is classified into five scored classes from the most suitable to less suitable and restricted area. On the whole, as the selection of optimal site for the wind farm development is a multi-dimensional process, this thesis intends to consider the following three significant subjects; (a) evaluating and identifying the most influential criteria for land suitability analysis of wind farms, (b) applying AHP as a multi criteria decision-making method to determine the criteria weights, (c) utilizing GIS as a tool to overlay the overall criteria and consequently to identify the potentially suitable location for the wind farms development. Regarding to the above mentioned, eight the most influential available criteria, which are consisted of wind potential, distance from preservation area, distance from settlements, forest, slope, elevation, distance from roads, and agriculture area are identified. Base on pairwise comparison different weights for each criterion is determined. Finally, by using GIS the suitability map for the study area is provided and the result compared with the existing wind farm locations.

Bu çalışmada, İzmir İli sınırları içinde yer alan Karaburun Yarımadası’nda rüzgar santrallarının yer seçimi için, Coğrafi Bilgi Sistemi (CBS) tabanlı çok kriterli karar verme süreci yaklaşımını kullanarak en uygun yer seçiminin belirlenmesi süreci sunulmaktadır. Yer seçim analizi için kullanılmış olan kriterler; literatür araştırması ve uzman görüşlerine dayanarak belirlenmiştir. Seçilmiş olan kriterler; çevresel, teknik, ekonomik ve sosyal faktörlere ilişkindir. Bu kriterlerin ağırlıklarını ve göreli önem derecelerini belirlemek için, çiftli karşılaştırma metodu, Analitik Hiyerarşi Süreci (AHS) bağlamında uygulanmıştır. Çalışma alanının bütünündeki uygunluk derecelendirmesi, CBS ortamında çalışılması uygun olan, Ağırlılklandırılmış Çakıştırma metodu ile belirlenmiştir. Analiz çıktısı olarak üretilmiş olan Uygunluk Haritasında en uygun alanlardan, en az uygun alanlara ve sınırlandırılmış alanlara dek 5 kademeli bir puanlandırma/sınıflamaya gidilmiştir. Rüzgar santralları için optimal yer seçimi çok boyutlu bir süreçtir; bu çalışma üç konuyu dikkate alarak gerçekleştirilmiştir; (a) rüzgar tarlalarının yer seçimi için en önemli ve etkileyici olan kriterlerin belirlenmesi, (b) kriterlerin ağırlıklarını belirlemek için AHS metodunun uygulanması, (c) CBS, tüm kriterleri çakıştırmak amacıyla bir araç olarak kullanarak, potansiyel en uygun alanların belirlenmesi. Çalışmada etkili olan sekiz kriter tanımlanmıştır; bunlar, rüzgar potansiyeli/hızı, koruma alanlarına olan uzaklık, yerleşim alanına uzaklıkları, ormanlarının varlığı, eğim, yükseklik, yoldan uzaklıkları ve tarım alanı varlığıdır. Çiftli karşılaştırma ile her bir kriter, farklı ağırlıklandırılmıştır. Sonuç olarak çalışma için CBS kullanılarak, rüzgar santralları için uygunluk haritası elde edilmiş ve mevcut rüzgar santrallarındaki türbinlerin konumuyla karşılaştırma yapılmıştır.