TEMEL GÖRÜNTÜ BİLGİSİ

Transkript

1 TEMEL GÖRÜNTÜ BİLGİSİ FOTOGRAMETRİDE ALGILAMA SİSTEMLERİ, ÖZELLİKLERİ ve SAĞLADIKLARI VERİ BEÜ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ GEOMATİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ JDF345 TEMEL GÖRÜNTÜ BİLGİSİ DERSİ NOTLARI

2 İÇERİK Fotogrametri Hava Kameraları Fotogrametri Analog Hava Kameraları Fotogrametri Analog hava kameralarının sınıflandırılması Fotogrametri Sayısal Hava Kameraları Fotogrametri Sayısal hava kameralarının sınıflandırılması Fotogrametri Analog ve sayısal fotogrametri ile proje yapımı Fotogrametri Sayısal Hava Kameralarının Değerlendirilmesi Fotogrametri Taşıyıcı sistemler (uçaklar) ve yardımcı sistemler Not: Bu sunumda, Arş. Gör. Ç. Bayık ın ilgili sunumundan da yararlanılmıştır. 2

3 Fotogrametri Kameralar Kameralar metrik ve metrik olmayan kameralar olarak ikiye ayrılır. Metrik hava kamerası İç yöneltme elemanları biliniyor. Asal noktanın görüntü koordinatları (xo, yo) ve Asal uzaklık (c) biliniyor. Metrik olmayan yer kamerası İç yöneltme elemanları bilinmiyor.

4 Fotogrametri Hava Kameraları Hava kameraları metrik kameralardır (İç yöneltme elemanları bilinir) Distorsiyonları oldukça düşüktür. Hızlı ve otomatik biçimde arka arkaya fotoğraf çekebilir. Hava fotoğraflarında poz süresinin kısa olması gerekmektedir. Poz süresini kısaltmak için obtratör adı verilen yardımcı sistemler kullanılır. Bu sistemin yardımıyla 1/100-1/3000 sn lik poz süreleri elde edilebilir.

5 Fotogrametri Hava Kameraları Analog hava kamerası ve kamera operatörü

6 Fotogrametri Analog hava kameralarının sınıflandırılması Hava kameraları fotoğraf boyutları ve asal uzaklığı arasındaki orana göre sınıflandırılır. Bu oran ile yakından ilgili α ve Ω açıları kamera açıklığı olarak adlandırılır. Bu açını büyük olması kameranın daha geniş açılı olması anlamına gelir. Şekil 9: Kamera açıklık açıları

7 Fotogrametri Analog hava kameralarının sınıflandırılması c(mm) s(mm) α Ω o g o g Tür Dar Açılı Normal Açılı Orta Açılı Geniş Açılı Çok Geniş Açılı Tablo 1: Kamera türleri ve açıklık açıları

8 Fotogrametri Analog hava kameralarının sınıflandırılması Değişik analog hava kameraları ve bazı özellikleri

9 Fotogrametri Analog hava kameralarının sınıflandırılması Kamera açısı büyüdükçe bir fotoğrafın arazide kapladığı alan genişlemektedir. Alanlar arasındaki oran f1/f2=(c2/c1) 2 dir. Geniş açılı kameralarla belirli bir proje alanı, daha az sayıda fotoğraf ve modelle kapatılabilecek, dolayısıyla ekonomi sağlanacaktır. Geniş ve çok geniş açılı kameralar bu nedenle tercih edilir. Fakat bu tür kameralar kullanıldığında fotoğrafta çıkmayan ölü alanlar fazla olacaktır. Şekil 10: Kamera açıklıklarına göre değişik durumlar

10 Fotogrametri Analog hava kameraları

11 Fotogrametri Sayısal Hava Kameraları Günümüzde fotogrametri alanında yapılan araştırmalar ve teknolojik gelişmeler daha çok doğruluğun arttırılması ve maliyetin azaltılması yönündedir. Sayısal hava kamerasının etkin olarak kullanılması, fotogrametrik doğruluğu arttırmasının yanında proje maliyetlerinin azaltılmasında da olumlu katkılar sağlamıştır. Fotogrametrik nirengi ve SYM üretiminde önemli ölçüde otomasyon sağlanmıştır. Son yıllarda klasik hava kamerası yerini Ataletsel Yöngüdüm Sistemi (INS-Inertial Navigation System) destekli sayısal hava kamerasına bırakmıştır. Sayısal hava kamerasının kullanımı ile birlikte; fotogrametrik üretim süreci ve analog kameradaki bazı kavramlar değişmiş, maliyeti önemli ölçüde azalmış ve otomasyonun uygulanmasında fayda sağlamıştır.

12 Fotogrametri Sayısal Hava Kameraları Klasik anlamda Ayırma Gücü - Resim Ölçeği, yerini Yer Örnekleme Aralığı kavramına bırakmıştır. Film kullanımı, dolayısıyla film-banyo işlemleri ortadan kalkmış ve yerine bilgisayar ortamında ham görüntülerin işlenmesi süreci ortaya çıkmıştır. Bununla birlikte filmlerin fiziksel olarak arşivlenmesi yerine,sayısal görüntülerin manyetik ortamda saklanması gündeme gelmiştir. Pankromatik ve RGBI (Red Green Blue Infrared Kırmızı Yeşil Mavi Kızılötesi ) olarak dört bantlı ve 8-16 bit radyometrik ayırma gücünde görüntü oluşturmayı olanaklı hale getirmiştir. Sayısal hava kamerasına bütünleştirilmiş GPS ile doğrudan coğrafi konumlandırma yapılabilmekte ve bazı fotogrametrik işlerde nirengisiz veya daha az nirengi ile işlem yapılabilmektedir.

13 Fotogrametri Sayısal Hava Kameraları

14 Fotogrametri Sayısal Hava Kameraları ADS40 DMC UltraCAM

15 Fotogrametri Sayısal Hava Kameraları ADS40 Sayısal hava kamerası ve ALS50-II Lazer Tarayıcı

16 Fotogrametri Sayısal Hava Kameraları

17 Fotogrametri Sayısal Hava Kameraları

18 Fotogrametri Sayısal Hava Kameraları - Zeiss/Intergraph DMC 8 senkronize çalışan CCD (Charge Coupled Devices Yük Bağlamalı Düzen) matris temelli dizi kameralar ( 4 pankromatik kamera ve 4 multispektral ). Poz alım zamanı elektronik olarak çok yüksek zaman doğruluğunda +/ ms olmaktadır. Analog/dijital dönüştürücülerin çözünürlükleri bant başına 12 bit dir. Uçuş yönünde 7680 piksel, uçuş yönüne dik doğrultuda piksel boyutlarına sahiptir. Piksel Boyutu: 12 µm, Odak Uzaklığı: 120 mm.

19 Fotogrametri Sayısal Hava Kameraları - Zeiss/Intergraph DMC

20 Fotogrametri Sayısal Hava Kameraları - Zeiss/Intergraph DMC

21 Fotogrametri Sayısal Hava Kameraları - Microsoft/VEXCEL UltraCamX

22 Fotogrametri Sayısal Hava Kameraları - Microsoft/VEXCEL UltraCamX Her biri 16 mega piksel 16 bit radyometrik bant genişliğinde bilgi içeren görüntüler üreten 13 CCD sensör birimi içermektedir. Bu 13 sensör biriminden 9 adedi pankromatik bantta, diğer 4 adedi Kırmızı, Mavi, Yeşil ve Yakın Kızılötesi bantta veri toplamaktadır. Pankromatik bant için 4 adet, kırmızı, yeşil, mavi ve kızılötesi (RGBI) bantlara ait 4 adet olmak üzere toplam 8 adet optik koni bulunmaktadır.

23 Fotogrametri Sayısal Hava Kameraları - Microsoft/VEXCEL UltraCamX Resim çekim sırasında sayısal görüntünün elde edilmesi 4 aşamadan oluşmaktadır. Sonuçta ham olarak pankromatik banda ait 9 adet, kırmızı, yeşil, mavi ve yakın kızılötesi (RGBI) bantlara ait 4 adet olmak üzere 13 adet ham görüntü elde edilmektedir.

24 Fotogrametri Sayısal Hava Kameraları - Microsoft/VEXCEL UltraCamX

25 Sayısal Hava Kameralarının Fotogrametriye Kazandırdıkları

26 Fotogrametri Analog ve sayısal fotogrametri ile proje yapımı

27 Fotogrametri Sayısal Hava Kameralarının Değerlendirilmesi AVANTAJLARI: Maliyet %20 - %50 arasında azalmıştır. Kıymetlendirme sırasında aynı bölgeye ait değişik bantlardaki görüntülerin dönüşümlü olarak kullanılması, görülemeyen detayların farklı bantlarda görülebilmesini mümkün kılmaktadır. Görüntü kalitesinin artması tam otomatik fotogrametrik nirengiyi olanaklı kılmıştır. Fotogrametrik nirengi işlem süreleri azalmıştır. GKS/AYS değerleri ile birlikte doğrudan coğrafi konumlandırma olanaklı hale gelmiştir. Görüntü kalitesinin daha iyi olması detay teşhisini kolaylaştırmış ve sayısını arttırmıştır. Foto-laboratuar ve tarama işlemleri ortadan kalkmıştır. Film banyosu ve tarama sonrasında ortaya çıkan görüntü kalitesindeki azalmalar önlenmektedir. Aynı anda Yeşil, Kırmız, Mavi, Yakın Kızılötesi ve pankromatik banta ait görüntü elde edilmektedir. Aynı resme ait birden fazla kopya için maliyet ortadan kalkmıştır. DEZAVANTAJLARI: Veri hacmi oldukça fazladır ve arşiv yönetimine gereksinim duymaktadır. Görüntü kalitesindeki iyileşme teşhis edilen detay sayısını arttırmış, dolayısıyla kıymetlendirme süresi de artmıştır. Resmin kapladığı alan analog resme (23x23 cm) kıyasla daha az olduğundan yaklaşık olarak 3 kat daha fazla resme ihtiyaç duyulmaktadır.

28 Fotogrametri Analog / Sayısal Hava Kameraları ile Karşılaştırmalar

29 Fotogrametri Analog / Sayısal Hava Kameraları ile Karşılaştırmalar Analog Hava Kamerası Vexcel UltraCamD

30 Fotogrametri Analog / Sayısal Hava Kameraları ile Karşılaştırmalar Analog Hava Kamerası Vexcel UltraCamD

31 Fotogrametri Taşıyıcı sistemler (uçaklar) ve yardımcı sistemler Fotogrametride kullanılan uçakların özellikleri İleriye, yanlara ve aşağıya iyi bir görüş sağlamalıdır. Değişik hızlarda uçabilmelidir. Proje alanına göre, yakıt ikmali yapmadan 4 saat üzerinde havada kalabilmelidir. Deniz yüzeyinden itibaren m yüksekliğe çıkabilmelidir. Kısa pistlerde iniş kalkış yapabilmelidir. Kamera olabildiğince ağırlık merkezinin altına yerleştirilmelidir. Uçak içinde 3-4 kişinin rahat çalışabileceği bir kabin bulunmalıdır.

32 Fotogrametri Uçaklar ve yardımcı sistemler

33 GELECEK HAFTA: Uzaktan Algılamada Algılama Sistemleri, Özellikleri Ve Sağladıkları Veri 33

34 KAYNAKLAR Uzaktan Algılama Ders Notları, Yrd. Doç. Dr. Aycan Murat MARANGOZ, Bülent Ecevit Üniversitesi Müh. Fak. Jeodezi ve Fot. Müh. Bölümü, Fotogrametri ABD Sunuları 2012 Fotogrametri I ve II Ders Notları, Prof. Dr. Ahmet YAŞAYAN, YTÜ Fotogrametri Ders Notları, Prof. Dr. Ahmet YAŞAYAN, vd. T.C. ANADOLU ÜNİVERSİTESİ YAYINI NO: 2295, ACIKOĞRETİM FAKÜLTESİ YAYINI NO: 1292 Fotogrametrinin Temelleri Ders Notları, Prof. Dr. Naci YASTIKLI, YTÜ, 2010 Sayısal Görüntü İşleme Ders Notları, Prof. Dr. Bülent BAYRAM, YTÜ Sayısal Kameralarla Tarihsel Yapıların Rölevelerinin Çıkarılması Olanakları, Danışman: Prof. Dr. Ahmet YAŞAYAN, Yüksek Lisans Tezi, YTÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, Jeodezi ve Fotogrametri Müh. ABD, Uzaktan Algılama ve CBS Programı, Haziran 2002, Fotoğraf Kavramı; wikipedia,