UZAKTAN ALGILAMA Hafta-1

Transkript

1 UZAKTAN ALGILAMA Hafta-1 Doç. Dr. Oğuz Güngör & Yrd. Doç. Dr. Esra Tunc Gormus Karadeniz Teknik Üniversitesi Jeodezi ve Fotogrametri Mühendisliği Bölümü Trabzon

2 Uzaktan Algılama Nedir?

3 Sıradışı Tanımlar n Uzaktan Algılama dünyayı küçük çok renkli karelere bölme ve bu karelerle bilgisayarda oynayarak erişilmesi başka türlü mümkün olmayan bilgileri ortaya çıkarma sanatıdır. - Jon Huntington, CSIRO Exploration, Geoscience, Australia n Uzaktan algılama resim yapmanın en pahalı yoludur. - Andrew Bashfield, Intergraph Corparation

4 Mozaiklerin yapım tekniği ile dijital görüntüler arasında bir benzerlik var mı?

5 Geleneksel Tanım n n n Uzaktan algılama bilimi; Bir hedef nesneden yayımlanan veya yansıyan elektromanyetik radyasyonun hedef nesne ile herhangi bir temas olmaksızın uzak bir noktadan bir cihaz veya gözlemci tarafından ölçülerek kaydedilmesi ve toplanan bu ölçümlerin analizi ve yorumlanmasıdır. Uzaktan algılama ile dünyanın gözlenmesi deyince atmosfer, kara parçaları, okyanuslar veya buz yüzeylerindeki nesnelerden yayılan veya yansıyan elektromanyetik radyasyonun uçaklar veya uydulardaki algılayıcılar yardımıyla ölçülerek yorumlanması, yeryüzündeki veya atmosferdeki nesnelerin yapıları ve dağılımları ile yapılan ölçümler arasında ilişkiler kurulmasıdır. Uzaktan algılama denince hedef nesne hakkında ölçme ve algılama işlemlerinde elektromanyetik enerjinin kullanıldığı yöntemler kastedilir

6 Uzaktan algılama nasıl çalışır? n n Atmosferdeki veya yeryüzündeki farklı nesneler elektromanyetik enerjiyi farklı oranlarda yansıtır, soğurur, iletir veya yayımlar. Farklı nesneler üzerinden farklı oranlarda yansıyan ve yayımlanan elektromanyetik enerjinin miktarının ölçülüp yorumlanması ile bu nesneler birbirlerinden ayrıştırılarak tanımlanabilir

7 Günümüzde Uyduları Neleri İzlemede Kullanıyoruz : n Okyanuslar n Ozon n Havadaki toz n Yangınlar n Rüzgar n Bitki örtüsü n Kar n Kutuplardaki ve dağlardaki buz kütleleri n Yağış n Hava kirliliği n Bulutlar n Kasırgalar n Okyanus sıcaklıkları n 3-D konumlar n Sehir gelişimleri n Ormansızlaşma ve kuraklaşma n Seller n Hatta depremler n

8 Günümüzde Uzaktan Algılama İçin Kullanılan Platformlar Uçak Yersel Uydular

9 Galileo UZAKTAN ALGILAMANIN TARİHİ 1609 v Galileo küçük teleskopu ile güneş üzerinde lekeler olduğunu ve ay yüzeyinin göründüğü kadar düzgün ve yuvarlak olmadığını gördü. v Ayrıca samanyolunun sayısız soluk yıldızlardan oluştuğunu gözlemledi v Galileo nun en harika ve o gün için tartışmalı keşfi, jüpiterin uydularını gözlemlemesi ve dünya merkezli bir evrende tüm gök cisimlerinin dünyanın etrafında döndüğü tezi idi. İlk Hava Fotoğrafı 1858 v Gaspard Felix Tournachon (Nadar) ilk hava fotoğrafı çeken kişi olarak bilinir. 520 metre yükseklikten ballon kullanarak Paris şehrine ait hava fotoğrafları çekmiştir. Amaç, şehir plancılarına altlık sağlamaktı

10 Eldeki Mevcut En Eski Hava Fotoğrafı 1860 v En eski mevcut hava fotoğrafı Boston kentine aittir ve James Wallace Black tarafından 13 Ekim 1860 tarihinde çekilmiştir. Balonların ilk kez keşif ve casusluk amaçlı kullanımı v Sivil savaş süresince Amerikan ordusu balonlardan çekilen fotoğrafları müttefik birlikler hakkında keşif amaçlı bilgi toplamak için kullanmıştır

11 Uçurtma Kullanılarak Çekilen İlk Hava Fotoğrafı 1880 lerin sonu v M. A. Batut M. Fransa da Labruguiere kentine ait fotoğrafları uçurtmaya monte ettiği fotoğraf makinesi ile 1880 li yılların sonlarına doğru çekmiştir. Labruguiere, Fransa, 1889 Fotoğraf: M. A. Batut Güvercinlerin Kullanılması 1903 v Bavarian güvercin şirketi güvercinlerin karınlarına bağlanan kameraları keşif ve casusluk amaçlı fotoğraf çekimlerinde kullanmıştır. Kullanılan kameralarda her 30 saniyede bir çekim yapmaları için kurulmuş bir düzenek vardı

12 Uçak Kullanılması 1908 v Wright kardeşler wright flyer ismini verdikleri uçakla ilk başarılı uçuşlarını 17 Aralık 1903 tarihinde gerçekleştirdi tarihinde Wilbur Wright ve fotoğrafçı L.P. Bonvillain ilk kez uçaktan fotoğraf çektiler. Bundan bir yıl sonra Wilbur Wright ilk kez uçaktan sessiz film çekti. Uzaydan Dünyanın İlk Fotoğrafı v İkinci dünya savaşında hava fotoğrafları daha da önemli hale geldi. İngilizler hava fotoğrafları ile Almanlara ait V-1 ve V-2 roketlerini ve bunların üslerini açığa çıkarttı. Almanlardan ele geçirilen V-2 roketi Amerikalılar tarafından New Mexico üssütnden uzaya fırlatılmış, üzerine patlayıcı yerine kamera yerleştirilmiş ve ilk kez uzaydan dünyanın fotoğrafı çekilmiştir

13 İlk Yapay Uydu (Sputnik) 1957 v İlk yapay uydu Sputnik Sovyetler Birliği tarafından 4 Ekim 1957 yılında yörüngeye oturtulmuştur. Sputnik uydusu basketbol topu büyüklüğündeydi ve üzerinde dünyaya radyo sinyalleri gönderen bir veri vardı. Bu sayede sovyetler uyduyu dünyadan takip edebiliyorlardı. Dünyadan alınabilen radyo sinyalleri sembolik olarak sovyetlerin uzaydaki liderliğini temsil ediyordu. Amerikalılar Sputnik in fırlatılışından tam 4 ay sonra ilk uyduyu uzaya fırlattı. TIROS-1 (Television and Infrared Observation Satellite ) 1960 v 1 Nisan 1960 yılında TIROS-1 uydusu atmosferdeki hava durumunu ve bulutları izleme maksadıyla fırlatıldı. İlk kez çekilen atmostere ait seri görüntüler hemen meteorologlar tarafından kullanılmaya başlandı

14 Küba Füze Krizi 1962 v 14 Ekim 1962 yılında Amerikan U-2 casus uçakları Küba da Sovyetlere ait füzelerin ve bunlara ait üslerin olduğunğ doğruladı. v Soldaki görüntü Sovyet füzelerini, füzelerin taşınma anlarını ve bakımlarının yapıldığı üsleri açık bir şekilde göstermektedir

15 n Alıcıların tasarımı için 4 temel özellik Görüntü, alıcı sistemin dalgaboyuna ve hedeften yansıyan veya hedef tarafından emilen ışına bağlıdır (sinyal). n Radyometrik çözünürlük n Spektral çözünürlük Goruntu, islem yapilacak hedefin buyuklugune baglidir n Konumsal çözünürlük Hedefteki değişiklik bilgisi, hedefin ne kadar sıklıkta gözlemlendiğine bağlıdır n Zamansal çözünürlük

16 Elektromanyetik spektrum içinde bizlerin uzaktan algılayıcıları olan gözlerimizin görebildiği ışığa görülebilir spektrum denilmektedir. Görülebilir ışığa ait dalga boyları yaklaşık olarak 0.4 ila 0.7 µm aralığını kapsar. Görülebilir en uzun dalga boyuna ait ışık kırmızı en kısa ışık ise menekşe rengidir. Source:

17 Elektor Manyetik Radyasyonun Dalga Modeli n Electromagnetic dalga, radyasyonun yolculuk ettigi yone dik olan farkli buyukluklerdeki Elektrik Alani (E) ve Elektrik alanina dik olan Manyetik Alandan (M) olusmaktadir. Bu iki alan da isik hizinda hareket etmektedirler (c) Jensen, 2000

18 Elektro Manyetik Dalganin 3 Ozelligi n Velocity is the speed of light, c=3 x 10 8 m/ s n wavelength (ג) is the length of one wave cycle, is measured in metres (m) or some factor of metres such as centimetres (cm) 10-2 m micrometres (µm) 10-6 m nanometres (nm) 10-9 m n Frequency (v) refers to the number of cycles of a wave passing a fixed point per unit of time. Hertz (Hz) 1 kilohertz (KHz) 10 3 megahertz (MHz) 10 6 gigahertz (GHz) 10 9 Travel time from the Sun to Earth is 8 minutes

19 Dünyanın etrafında dönen uydular n Gözlem Amaçlı Uydular n Optik (Pasif) n Radar (Aktif) n Meteoroloji amaçlı uydular n Geostationary (sabit yörüngeli n Polar Orbiting (Kutupsal yörüngeli) Alfabetik sıralanmış tüm uyduların listesi, ne zaman fırlatıldığı ve özellikleri için :

20 Konumsal Çözünürlüğü 5 metrenin altında olan uydular

21 Satellites Sensors Optical Radar CORONA LOW >2KM MEDIUM HIGH 2KM M -10M M VERY HIGH <10M COSMOS TK-350 KVR-1000 ENVISAT ERS GEOEYE AATSR ASAR MERIS AMI-SAR ATSR GOME GEOEYE-1 IKONOS OSA IRSP6/RESOURCESAT LISS-III LISS-IV AWIFS LANDSAT METEOR M-N1 METEOSAT MSS TM ETM+ MVIRI SEVIRI GERB METOP NOAA AVHRR ORBVIEW2 QUICKBIRD PLEiADES SEAWIFS PLEIADES-HR RADARSAT RESURS SPOT SRTM WORLDVIEW SAR ESI MSU HRG HRS HRV HRVIR VGT 21

22 Landsat Programı Landsat Uyduları ve görev ömürleri Kaynak:h(p://landsat.usgs.gov/about_mission_history.php

23 Landsat Programı 1972 v 23 Temmuz 1972 yılında ilk Landsat uydusu fırlatıldı v Uydunun adı Earth Resources Technology Satellite (ERTS) idi. v Daha sonra uydunun adı Landsat olarak değiştirildi. v Uydunun gönderiliş amacı küresel anlamda yeryüzündeki sel, kuraklık gibi doğal afetleri ve yanlış arazi kullanımlarını izlemekti. v Landsat programı bünyesinde 6 uydu daha fırlatıldı. En son uydu 15 Nisan 1999 tarihinde fırlatılan Landsat-7 uydusudur. v İlk Landsat uydusundan sonra fırlatılan her uydu gerek çözünürlük gerekse teknolojik olarak kendini sürekli yeniledi. v Landsat programı 1972 yılından bu yana yeryüzüne ait zengin bir görüntü arşivi oluşturmuş, bu sayede yeryüzeyinde oluşan değişiklikler periyodik olarak izlenebilmiştir. v Son gönderilen uydu olan Landsat-7 ETM+ (Enhanced Tematic Mapper Plus) algılayıcısı ile hem görünür hem de görülemiyen ışık bölgelerinde yeryüzünü sekiz bantı ile taramaktadır. v 2012 Yılında The Landsat Data Continuity Mission (LDCM) isimli yeni bir uydu Landsat programını devam ettirmek amacıyla gönderilecek

24 Günümüze kadar fırlatılmış Landsat Uyduları

25 Band Dalgaboyu ismi Özelliği Görünür Mavi Su buharı emiliminin maksimum olduğu yerleri gösterir, kozalaklı ağaç ile yaprak döken ağaçları ayırmak için, toprak ile bitkiyi ayırmak için kullanılır Görünür Yeşil Yansıma miktarından bitkinin ne kadar sağlıklı olduğunu anlayabiliriz Görünür Kırmızı Klorofil emilimini ölçebilir ve bitki ayırt etmekte kullanılır Yakın Kızılötesi Yansıyan IR Kıyı şeridinin çizilmesinde kullanılabilir Orta Kızılötesi Yansıyan IR ile Toprağın ve bitkinin nem miktarı, sis ve bulutun kalınlığı/geçirgenliği bulunabilir Orta Kızılötesi Yansıyan IR ile Mineral haritalama yapılabilir Termal Kızılötesi Termal IR ile toprak nem miktarı ve termal haritalama yapılabilir

26 LDCM (Landsat 8) n n n n n n LDCM (Landsat Data Continuity Mission) yaklaşık 40 yıllık Landsat programının devam etmesini sağlamaktadır. Uydu Dünyayı görünür, yakın kızıl ötesi, orta kızıl ötesi ve termal kızıl ötesi bölgelerde izlemek için OLI ve TIRS olmak üzere iki adet algılayıcı taşımaktadır. OLI (Operational Land Imager) 15m çözünürlikte pankromatik ve 30 metre çözünürlükte multispektral bantlara sahiptir. OLI yeryüzünü bir seferde 168 km eninde koridorlar halinde taramkata ve her 16 günde bir tüm dünyanın görüntüsünü çekebilmektedir. TIRS (Thermal InfraRed Sensor ) ise 100m konumsal çözünürlükte termal bir banda sahiptir Landsat-8 görüntüleri 12 bit radyometrik çözünürlükte olacak

27 OLI (the Operational Land Imager ) Teknik Özellikleri n Landsat-8 OLI 8 multispektral ve bir tane pankromatik banta sahip n OLI multispektral bantlar elektromanyetik spektrumun görülebilir, yakın kızılötesi ve kısa dalga kızılötesi bölgelerini kapsamaktadır. n Landsat-8 OLI Bant-1 özellikle kıyı kesimleri ve atmosferdeki çok küçük taneciklerin analizinde kullanılmaktadır. n Landsat-8 OLI band-9 ise sirrus bulutlarının tespitinde faydalı olacaktır. n Multispektral bantların uzamsal çözünürlüğü 30 m, pankromatik bantın uzamsal çözünürlüğü ise 15 m dir. n OLI algılayıcısı pushbroom tipi sensördür, 4 aynalı teleskopa sahiptir ve görüntüleri 12-bit inceliğinde üretir. 27

28 OLI Spektral Bantlar /Dalga boyları Bant Çözünürlük Dalga boyu µm Tanımı 1 30m Kıyı/Aerosol 2 30m Mavi 3 30m Yeşil 4 30m Kırmızı 5 30m Yakın kızıl ötesi 6 60m Kısa dalga kızıl ötesi 7 30m Kısa dalga kızıl ötesi 8 15m Pankromatik 9 30m Sirrus 28

29 Landsat-8 OLI ve Landsat-7 Bantları Coastal Sirrus OLI Landsat ta olmayan iki yeni banta sahip olacak. Bunlar coastal (kıyılar için) ve sirrus (atmosterdeki bulutları izlemek için) bantları olacak

30 Termal Kızl ötesi Sensör (TIRS) n Termal kızıl ötesi sensör Yeryüzü yüzey sıcaklıklarını iki termal bantla algılamaktadır. n TIRS Quantum Well Infrared Photodetectors (QWIPs)teknolojisi ile Dünya tarafından yayımlanan ve yoğunluğu yeryüzü sıcaklıklarına bağlı olan uzun dalga boylu ışığı algılamaktadır. n Bu dalga boylarına termal kızıl ötesi denir ve bu bölge insan gözünün görebildiği dalga boylarından oldukça büyüktür. n TIRS ın uzamsal (mekansal) çözünürlüğü 100 metre dir. 30

31 Örnek Landsat-8 Görüntüsü İyileştirilmiş görüntü, Batı Avustralya 31

32 Örnek Landsat-8 Görüntüsü Sacurajimo Volkanı Kyushu, Japonya 32

33 SPOT v İlk Yüksek Çözünürlüklü SPOT uydusu Fransa tarafından (Belçika ve İsveç in de katkılarıyla) 1986 yılında fırlatıldı. v SPOT uydusu 10 m lik pankromatik bandıyla o tarihe kadar uzaya fırlatılan en yüksek çözünürlüklü uydudur. v Daha sonra dört tane daha spot uydusu fırlatılmıştır

34 SPOT S

35 IRS-1 LISS n Hindistan tarafından 1989 yılında fırlatılan ilk IRS uydusu LISS-1 sensör taşıyordu. n LISS-1 bant sayısı = 4; çözünürlük = 76 m. n Daha gelişmiş versiyon olan LISS-2 IRS 1B uydusu ile 1991 yılında fırlatıldı. n LISS-2 bant sayısı = 4 ( µm, µm, µm ve µm) n LISS-2 çözünürlük = 36m. n n n n Daha gelişmiş versiyon olan LISS-3 IRS 1C uydusu ile 1995 yılında fırlatıldı. LISS-3 bant sayısı = 3 çok bantlı + 1 pankromatik LISS-3 te, LISS-1 ve LISS-2 deki bant 1 in (mavi-yeşil) yerine orta kızılötesi bir bant kondu. LISS-3 bantlar µm, µm, µm and µm. n LISS-3 çözünürlük = çok bantlı 25m ve pankromatik = 5m

36 TERRA n TERRA uydusu 1999 yılında fırlatıldı. n Uydunun fırlatılış amacı okyanus, kara parçaları, buzullar ve diğer küresel çaptaki olayları izlemek. n Üerinde 5 farklı algılayıcı taşımaktadır. Bunlar: n ASTER (Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer) n CERES (Clouds and the Earth s Radiant Energy System) n MISR (Multi-angle Imaging Spectroradiometer) n MODIS (Moderate Resolution Spectroradiometer) n MOPITT (Measurements of Pollution in the Troposphere)

37 Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer (ASTER) n Japonlar tarafından fırlatıldı n Üç spektral bölgede alım yapabilen yüksek çözünürlüklü çok bantlı (14 bant) bir sensördür. n Spektral bölgeler: Görünür ve yakın kızılötesi (VNIR), kısa dalga kızıl ötesi (SWIR) ve termal kızılötesi (TIR) n Stereo görüntü alabilme yeteneğine sahip. n Görünür ve yakın kızılötesi bantlar çözünürlük = 15m. n Kısa dalga kızıl ötesi bantlar çözünürlük = 30m. n Termal kızılötesi bantlar çözünürlük = 90 m

38 n ASTER µm bölgeleri kapsayan bant 3B ve bant 3N isimli iki banta sahip n Bant 3N yeryüzünü tam düşey tarar n Bant 3B ise 27.6 o lik bir açıyla geriye doğru bakar. n Bu sayede bu iki yakın kızılötesi bant kullanılarak stereo görüntü elde edilir. n Stereo görüntü ne amaçla kullanılır??? n Bu şekilde üretilen stereo görüntüye along-track denir n SPOT gibi diğer uydular stereo görüntüyü across-track olarak alabilir n Soru hangisi daha iyi???? along-track mi yoksa across-track mi???

39 ASTER Bant Aralıkları Kaynak: Computer Processing of Remotely Sensed Images Paul M Mather

40 ASTER datası ile Üretilen SAM Kaynak: Computer Processıng of Remotely Sensed Images Paul M Mather

41 IKONOS

42 IKONOS Pan ve S

43 EO-1 Hyperion n Kasım 2000 yılında fırlatıldı n Bant Sayısı 220 n nm n Konumsal Çözünürlük 30 m n Spectral Çözünürlük 10nm

44 Digital Globe

45 QuickBird

46 QuickBird Pan ve S

47 CARTOSAT-1 Uydusu Teknik Özellikleri Çözünürlük 2.5m Fırlatma tarihi 5 Mayıs, 2005 Fırlatma yeri Sriharikota, Hindistan Yaklaşık yörünge yüksekliği km Günde yörüngede kaç tur attığı 15 Yörünge takrar zamanı 116 gün Nominal Wait Time to Acquire Adj.Path 11 gün Yeniden ziyaret zamanı 5 gün Node for P/L Operations Descending Node Yerel zamana göre ekvatordan geçiş zamanı 10:30:00 AM Yörünge parametreleri Elipsin büyük yarıçapı km eksentrisitesi 0, Eğim açısı derece 47

48 CARTOSAT Örnek Görüntü Adana, Türkiye 48

49 ALOS Satellite Sensor (2.5 m) n ALOS (Advanced Land Observation Satellite) uydusu artık çalışmamakta ve devreden çıkarılmıştır. n ALOS uydusu 24 Ocak 2006 tarihinde Tanegashima Uzay merkezinden başarıyla fırlatılmıştır. n ALOS (daha sonra "Daichi olarak isimlendirilmiştir) üzerinde üç adet uzaktan algılama sensörü taşımaktaydı. Bunlar: Stere çekim ve üç boyutlu haritalama (PRISM) ve SYM üretimi için kullanılan bir adet pankromatik sensör, hassas arazi örtüsü gözlemleri için kullanılan Tip-2 gelişmiş görülebilir ve yakın kızıl ötesi görüntüleyici (AVNIR-2) ve her türlü hava şartında ve gece-gündüz çekim yapabilen L-bant SAR (PALSAR) sensördür. Bu sensörle yerde herhangi bir YKN olmadan 1:25000 ölçekli haritalar üretebilmek mümkün olmaktadır. n Uydunun gönderiliş amaçları arasında kartoğrafya, afet izleme, doğal kaynak ölçmeleri gibi uygulamalr gelmektedir. 49

50 Örnek ALOS Görüntü Saint Petersburg, Rusya 50

51 ALOS Satellite Sensor (2.5 m) n Saturday 24 May 2014 an H-IIA rocket orbiting the second Advanced Land Observation Satellite, Daichi-2 better known as ALOS-2. Liftoff from the iconic Tanegashima Space Centre was on schedule at 12:05 local time (03:05 UTC). ALOS-2 will continue the L-band SAR observations of the ALOS PALSAR (Phased Array L-band Synthetic Aperture Radar) and will expand data utilization by enhancing its performance. n The ALOS-3 Satellite sensor is scheduled to be launched during 2015 and will carry the optical sensor called PRISM-2 which succeeds to the ALOS/PRISM mission with enhanced performance in high resolution (0.8 m), wide swath (50 km) and high geo-location accuracy. PRISM-2 will acquire stereo pair images with two telescopes for stereo mapping and produce precise Digital Surface Models (DSM) and Digital Elevation Models (DEM). It is also considered to carry Hyper-spectral Imager Suite (HISUI), which is developed by the Ministry of Economy, Trade and Industry (METI) of Japan. 51

52 ALOS Uydusu Algılayıcı Özellikleri Çözünürlük Fırlatma Aracı Fırlatma Yeri Uydu Ağırlığı 2.5m pankromatik 10m multispektral H-IIA Roket Tanegashima Uzay Merkezi Tahmini 4,000kg (Kalkış anında) Güç Tahmini 7,000W Ömür Yörünge Bilgileri yıl Güneş eş zamanlı yörünge Aynı yerin üzerine tekrar geliş zamanı: 46 gün Eğik çekimle komşu izleri görüntüleyebilme zamanı: 2 gün Yörünge yüksekliği: Tahmini 692km (ekvator üzerinde) Yörünge eğim açısı: Tahmini 98.2 derece 52

53 AVNIR-2 ALOS Uydu Algılayıcı Özellikleri Bant Dalga Boyu Aralığı (µm) Çözünürlük (m) (mavi) (yeşil) (kırmızı) (yakın-kızıl ötesi) 10 PALSAR Bant Frekans (GHz) Çözünürlük (m) SAR-L 1,3 10 and 100 PRISM Bant Dalga Boyu Aralığı (µm) Çözünürlük (m) PAN ,5 53

54 Fırlatma Tarihi 18 Eylül 2007 Yörünge Yükseklik: 496 km Tip: Güneş Eş-zamanlı Peryot: 94.6 dakika WorldView-1 Design and Specifications Görev Ömrü Beklenen son görev tarihi: 2018 Algılayıcı bantları Çözünürlük(GSD = Yer örneklem aralığı) Pankromatik 0.50 m Yer Örneklem Aralığı(YÖA) (Nadirde) 0.59 m YÖA (25 eğik çekim) Radyometrik çözünürlük Tarama genişliği Maksimum görüntüleme açısı/ Ulaşılabilir tarama genişliği Her bir yörüngede toplanan veri Tek bir geçişte taranan maksimum alan 11-bit 17.6 km (Nadirde) +/-45 eğik çekim = 1,036 km tarama genişliği Talep edilmesi durumunda daha büyük açılar da mümkün 331 gigabit 60 x 110 km mono 30 x 110 km stereo Zamansal çözünürlük 1 metre ya da daha düşük YÖA da 1.7 gün 25 veya daha düşük eğik çekimlerde 4.6 gün (0.59 metre YÖA)

55 Fırlatma tarihi 6 Eylül 2008 Kamera Modları Çözünürlük Metrik Doğruluk/ Konum doğruluğu Tarama genişliği& Görüntülenen alan boyutları Görüntüleme açısı 681 km de (hedef 40 derece enlemde ise ) yeniden çekim sıklığı GeoEye-1 Hem multispektral hem de pankromatik eş zamanlı (pan-sharpened) Sadece pankromatik Sadece multispektral 0.41 m / 1.34 ft* pankromatik (yaklaşık nadirde) 1.65 m / 5.41 ft* multispektral (yaklaşık nadirde) CE stereo: 2 m / 6.6 ft LE stereo : 3 m / 9.84 ft CE mono: 2.5 m / 8.20 ft Yukarıdaki değerler kontrol noktası olmaksızın yatayda %90 dairesel (CE), düşeyde %90 (LE) doğrusal hataları göstermektedir. Yaklaşık tarama genişliği km / 9.44 mi (Nadirde) Tek alım alan genişliği- 225 km 2 (15x15 km) Bitişik çoklu alan- 15,000 km 2 (300x50 km) Bitişik 1 büyüklükte alan- 10,000 km 2 (100x100 km) Bitişik stereo alan- 6,270 km 2 (224x28 km) (Yukarıdaki alanlar pankromatik modda en yüksek satır oranı ile elde edilir) Her yönde görüntüleme yapabilir Masimum Pan YÖM (m) Nadirden eğiklik miktarı (deg) Ortalama tekrar ölçebilme zamanı (gün)

56 Örnek GeoEye-1 Görüntüsü

57 WorldView-2 Fırlatma Tarihi Date: 8 Ekim, 2009 Yörünge Uydunun Tahmini Ömrü Bantlar Mekansal Çözünürlük Radyometrik Çözünürlük Tarama Genişliği Maksimum ögrüş açısı Yükseklik: 770 kilometre Type: Sun synchronous, 10:30 am descending node Period: 100 minutes 7.25 yıl Pankromatik: nm 8 Çok bantlı: Kıyı: nm Kırmızı: nm Mavi: nm Kırmızı sınırı: nm Yeşil: nm Yakın Kızıl ötesi-1: nm Sarı: nm Yakın Kızıl ötesi-2: nm Pankromatik: 0.46 metre GSD (nadirde), 0.52 metre GSD 20 nadirden eğik çekimde Multispectral: 1.84 metre GSD (nadirde), 2.08 metre GSD at 20 nadirden eğik çekimde 11-bit 16.4 (nadirde) +/-45 eğik çekim ile = 1355 km tarama genişliği Aynı yeri tekrar çekebilme aralığı 1 metre veya daha düşük GSD için 1.1 gün, 20 eğik çekimler için (0.52 metre GSD) 3.7 gün

58 Örnek WorldView-2 Görüntüsü WorldView-2 Natural Color 50-cm Satellite Imagery - Juarez, Mexico (ImageBoost applied) 58

59 Örnek WorldView-2 Görüntüsü WorldView-2 Natural Color 50-cm Satellite Imagery - Baghdad, Iraq (ImageBoost applied) 59

60 SPOT 6 Fırlatılış tarihi Eylül 9, 2012 Fırlatma Aracı PSLV Satish Dhawan Space Center Fırlatılan Yer (Hindistan) Mavi (0.455 µm µm) Yeşil (0.530 µm µm) Kırmızı (0.625 µm µm) Yakın kızılötesi(0.760 µm Çok bantlı görüntü(4 bant) µm) Pankromatik - 1.5m Çözünürlük (GSD) Çok bantlı - 6.0m (M,Y,K,YKÖ) Görüntü tarama Genişliği Nadirde 60 Km

61 Örnek SPOT 6 Görüntüsü Doha, Katar 61

62 Örnek SPOT 6 Görüntüsü Bora Bora, French Polynesia 62

63 SPOT 7 Fırlatılış tarihi Haziran 30, 2014 Fırlatma Aracı Fırlatılan Yer Çok bantlı görüntü(4 bant) PSLV Satish Dhawan Space Center (Hindistan) Mavi (0.455 µm µm) Yeşil (0.530 µm µm) Kırmızı (0.625 µm µm) Yakın Kızıl ötesi (0.760 µm µm) Çözünürlük (GSD) Pankromatik - 1.5m Görüntü tarama Genişliği Çok bantlı - 6.0m (M,Y,K,YKÖ) Nadirde 60 Km 63

64 SPOT 6 & SPOT 7 Constellation n Tıpkı ikizi gibi, SPOT-7 bir geçişte çok geniş alanları tarayıp görüntüleyebilir. Aynı yörünge üzerinde birbirlerinden 180 o uzaklıkta konumlandırılmış iki uydu (SPOT-6 ve SPOT-7) birlikte bir günde 6 milyon kilometrekarelik bir alanın görüntüsünü çekebilirler. Bu Fransa nın 10 katı büyüklükte bir alandır. Aynı yörüngede peş peşe dönen bu uydular stereo resim çekme süresini de kısaltmışlardır

65 SPOT 6 & SPOT 7 Yörünge Özellikleri n 1.5m mekansal çözünürlük 1: ölçekli topoğrafik harita yapımı için yeterlidir. n Dünyanın herhangi bir yerini günlük olarak görüntüleyebilirler n Çok geniş alanları görüntüleyebilme yeteneği: Dünyanın tamamı iki ay içerisinde tamamen görüntülenebilir

66 Örnek SPOT 7 Görüntüsü Fiji 66

67 WorldView-3, Fırlatılış tarihi: Ağustos 13, 2014 WorldView-3 Uydusu (0.31m)

68 WV-3 Teknik Özellikleri n Yörünge Yüksekliği: 617 km n Yörünge Tipi: Güneş eş zamanlı, ekvatordan geçiş zamanı 1:30 pm (Kuzey kutbu üzerinden ekvatora doğru inişte) n Yörünge tur zamanı: 97 dakika. n Tahmini hizmet süresi: 10 ila 12 yıl n Uydunun boyutları, Ağırlığı ve batarya boyutları: 5.7 m (18.7 feet) yükseklik x 2.5 m (8 feet) en, 7.1 m (23 feet) güneş panelleri açıldığındaki en. Ağırlık: 2800 kilogram (6200 pounds). Batarya: 3.1 kw güneş panelleri, 100 Ahr pil 68

69 WV-3 Bantların Teknik Özellikleri n Pankromatik: nm n 8 Çok bantlı: (kırmızı, kırmızı sınırı, kıyı, mavi, yeşil, sarı, yakın kızıl ötesi-1 ve yakın kızıl ötesi-2) 400 nm nm n 8 SWIR (Kısa dalga kızıl ötesi): 1195 nm nm n 12 CAVIS Bantları: (çöl bulutları, aerosol-1, aerosol-2, aerosol-3, yeşil, su-1, su- 2, su-3, NDVI-SWIR, cirrus, kar) 405 nm nm n Mekansal çözünürlük( veya YÖA(Yer örneklem aralığı)): n Pankromatik Nadirde: 0.31 m YÖA, 0.34 m 20 Eğik çekimde n Çok bantlı: 1.24 m Nadirde, 1.38 m 20 eğik çekimde. n SWIR : 3.70 m Nadirde, 4.10 m 20 eğik çekimde n CAVIS Nadir: m n Radyometrik çözünürlük: 11-bit Pankromatik ve çok bantlı için, 14-bit SWIR için. 69

70 WorldView-3 Uydusu Sensör Özellikleri

71 Örnek WorldView-3 Görüntü Madrid Havaalanı, İspanya 71

72 Örnek WorldView-3 Görüntü Madrid, İspanya 72

73 Örnek WorldView-3 Görüntü Bayan Obo Mine, China 73

74 Örnek WorldView-3 Görüntü

75 Pléiades 1-A Uydusu (Fransa, 16 Aralık 2011) Sunulan Görüntüler: 50-cm pankromatik (siyah-beyaz) 50-cm renkli (pansharpened) 2-metre çok bantlı Bundle: 50-cm Siyah-beyaz ve 2-metre çok bantlı Spektral çözünürlük: Pankromatik: nm Mavi: nm Yeşil: nm Kırmızı: nm Yakın kızılötesi: nm 75

76 Pléiades 1-B Uydusu (Fransa, 02 Aralık 2012) Sunulan Görüntüler: 50-cm pankromatik (siyah-beyaz) 50-cm renkli (pansharpened) 2-metre çok bantlı Bundle: 50-cm Siyah-beyaz ve 2-metre çok bantlı Spektral çözünürlük: Pankromatik: nm Mavi: nm Yeşil: nm Kırmızı: nm Yakın kızılötesi: nm 76

77 n Pleiades-1A ve 1B uyduları tıpkı SPOT-6 ve SPOT-7 uyduları gibi birbirinin ikizidir ve aynı yörüngeye birbirlerinde 180 derece farklı olacak şekilde oturtulmuşlardır. Bu şekilde tek yörünge geçişinde stereo görüntü alabilmektedirler

78 SkySat-1 Uydusu (13 Kasım, 2013) n SkySat-1 uydusu Skybox Imaging şirketi tarafından yüksek çözünürlükte pankromatik ve çok bantlı görüntü çekmek amacıyla fırlatılmıştır. Uydu yaklaşık dairesel bir yörüngede, yaklaşık kutupların üzerinden geçecek şekilde 450 km yükseklikte yörüngeye oturtulmuştur. n SkySat-1 uydusu 90 cm. Pankromatik ve 2 metre çözünürlükte 4 bant (Mavi, yeş,l, kırmızı, kızılötesi) çok bantlı görüntü çekebilen ve ayrıca yüksek çözünürlükte video çekimi yapabilen bir uydudur ve 1 metreden daha yüksek çözünürlükte görüntü sunan uydular içerisinde en küçük boyutlarda imal edilmiş uydudur. n SkySat-1 uydusu saniyede 30 görüntü alarak 90 saniye uzunluğuna kadar 1.1 metre siyah-beyaz video çekimi yapabilir. 78

79 n SkySat-1 uydusu aynı zamanda çok yüksek kalitede renkli görüntü çekebilir. Bu manada yarım metre çözünürlükte doğal renkli görüntü ve kızıl ötesi bant görüntü sunabilir. n İlk SkySat-1 uydusu 13 Kasım 2013 tarihinde Dnepr roketi ile Yasny Rusyadan gönderilmiştir. İkizi SkySat-2 ise 8 Temmuz 2014 tarihinde Soyuz-2-1b Fregat roketi ile fırlatılmıştır. Teknik özellikleri SkySat-1 ile tamamen aynıdır. 79

80 Örnek SkySat Görüntüsü Nice Cote d'azur Airport, Nice, France 80

81 Örnek SkySat Görüntüleri Altın Madeni, Batı Türkiye Port Au Prince, Haiti 81

82 Kompsat 3 (0.70 m) n Güney Kore yapımı Kompsat 3 17 Mayıs 2012 tarihinde fırlatılmıştır. n n Spektral Bantlar: PAN: nm MS1 (Blue): nm MS2 (Green): nm MS3 (Red): nm MS4 (NIR): nm Uzamsal Çözünürlük: PAN: 0.7m at nadir MS: 2.8m at nadir n Radyometrik Çözünürlük : 14 bit. Palm Jumeirah, Dubai

83 Kompsat 3A (0.55 m) n Güney Kore yapımı Kompsat 3A 25 Mart 2015 tarihinde Rusya dan fırlatılmıştır. n n Spektral Bantlar: PAN: nm MS1 (Blue): nm MS2 (Green): nm MS3 (Red): nm MS4 (NIR): nm MWIR: nm Uzamsal Çözünürlük: PAN: 0.55m at nadir MS: 2.2m at nadir IR: 5.5 m at nadir n Radyometrik Çözünürlük : 14 bit

84 Gaofen-2 (0.8) n Gaofen-2 Çin tarafından 19 Ağustos 2014 tarihinde fırlatılmıştır. n n Spektral Bantlar: PAN: nm B1(Mavi) : nm B2(Yeşil) : nm B3 (Kırmızı) : nm B4 (Kırmızı) : nm Uzamsal Çözünürlük: PAN: 0.8m at nadir MS: 3.2m at nadir

85 Mikrodalga Görüntüleme Sensörleri n Güneşten gelen ya da yeryüzünün kendi ürettiği radyasyonu algılamazlar n Aktif Sensörler - Kendi enerjilerini kendileri üretirler n Mikrodalga enerji bir anten vasıtasıyla yayımlanır ve aynı anten tarafından dönen enerji algılanır. n Dalga boyu 1 mm den büyük enerjiyi algılar n Bu görüntülere SAR (Synthetic Aperture Radar) görüntüsü de denir. n Örnek: ERS-1/2, JERS-1 ENVISAT, RADARSAT

86 Sensor Satellite Type PAN(m) MS(m) AMI SAR AMI SAR ERS-2 ERS-1 AMI WS ERS-1 AMI WS ERS-2 AMSR ADEOS 2 ASAR ATSR MWS ATSR MWS EKOR EKOR- A MIRAS MSMR MTVZA -GY ENVISAT ERS-1 ERS-2 COSMOS-1870 ALMAZ 1 SMOS (Soil Moisture and Ocean Salinity) IRS P4 (OceanSat-1) METEOR-3M 2 Imaging microwave radars Imaging microwave radars Imaging microwave radars Imaging microwave radars Imaging microwave radars Imaging microwave radars Imaging microwave radars Imaging microwave radars Imaging microwave radars Imaging microwave radars Imaging microwave radars Imaging microwave radars Imaging microwave radars Mikrodalga Radar Görüntüleme sistemi olan uyduların listesi Imaging microwave NSCAT ADEOS radars Imaging microwave 86 OBRC METEOR-3M radars

87 Sensor Satellite Type PAN(m) MS(m) RISAT- SAR RISAT 1 SAR RadarSat 1 SAR SAR SEASAT Sentinel-1A SAR RadarSat 1 SAR JERS 1 SAR 2000 SAR 2000 SAR 2000 SAR 2000 SeaWin ds SMMR TS- SAR COSMO-SKYMED 4 COSMO-SKYMED 1 COSMO-SKYMED 2 COSMO-SKYMED 3 ADEOS 2 SEASAT TanDEM- Imaging microwave radars Imaging microwave radars Imaging microwave radars Imaging microwave radars Imaging microwave radars Imaging microwave radars Imaging microwave radars Imaging microwave radars Imaging microwave radars Imaging microwave radars Imaging microwave radars Imaging microwave radars Imaging microwave radars TS- Imaging microwave TerraSAR 1 SAR radars 87 1

88 Radar Bantları ve Simgeleri

89 Radar Sensörlerin Özellikleri n Nesneye gelen güneş ışığının bir kısmı emilir ve kalan kısım yansıtılır. Optik sensorler bu yansıyan ışığı algılar. Her nesne yapısı gereği farklı miktarda ve dalgaboylarında ışığı yansıttıklarından farklı yansıma değerleri oluşur n Yani optik sensorlerde hedefin kimyasal yapısı ya da o hedefi oluşturan maddelerin karışımı önem taşır n SAR sensörler de ise hedefin geometrisi, yüzeyin pürüzlü olup olmaması ve hedefin dielektrik özellikleri hedefi algılamada önemlidir. n Dielektrik özellik te genelde hedefin nemli olup olmamasıyla ilişkilidir

90 n L-Bant (yaklaşık 23 cm.) ağacın yüksekliğine bağlı olarak yaprakları delerek zemine ulaşabilir. Geri yansıma yapraklardan, dallardan, ya da zeminden olabilir. n Kuru ve kumlu topraklarda ve buzullarda L-Bant yerin veya buzulun birkaç metre altına kadar işleyebilir. n C-bant ağaçlık alanların altına ve toprak ve buzulların üst katmanlarına kadar işleyebilir. n Hatta daha kısa dalga -bant bile bitki örtüsünün toprağın ve buzulların üst tabakasını algılayabilir

91 n Geri dönen enerjinin miktarında polarizasyon önemli. n Antenler yatay ya da dikey modda sinyal gönderip alabilirler. n HH yatay gönderip yatay alıyor n VV Dikey gönderip dikey alıyor n HV yatay gönderip dikey alıyor n VH dikey gönderip yatay alıyor

92 ERS SAR n n n n n n n Uzaya ilk radar görüntüleyici 1978 yılında Amerika tarafından Seasat uydusu ile fırlatıldı. Sadece L-bant taşıyordu ve 100 gün çalışabildi 13 yıl sonra Avrupa, ilk uzaktan algılama uydusu olan ERS-1 i 800 km yukseklikteki yörüngesine fırlattı. ERS-1 ATSR (Düşük çözünürlüklü optik/kızılötesi) sensör ve SAR taşıyordu ERS-1 in bir kopyası 1994 yılında ERS-2 adıyla fırlatıldı. İki uydu yörüngede peşpeşe olacak şekilde dolanıyordu. Bu sayede interforemetrik görüntü alınıyordu İnterferometrik görüntü ile de SYM üretiliyordu ve yeryüzündeki kabuk hareketleri izleniyordu

93 ERS SAR Teknik Özellikler n C-bant ta çalışıyor n Dalgaboyu 5.6 cm. n Görüntüler uydu yörüngede hareket ederken sağda kalacak şekilde 100 km. Genişlikte alınıyor n Polarization mode VV n ERS-1 ATSR (Düşük çözünürlüklü optik/kızılötesi) sensör ve SAR taşıyordu n ERS-1 in bir kopyası 1994 yılında ERS-2 adıyla fırlatıldı. n İli uydu yörüngede birbirinin arkasında olacak şekilde dolanıyordu. Bu sayede interforemetrik görüntü alınıyordu n İnterferometrik görüntü ile de SAM üretiliyordu ve yeryüzündeki kabuk hareketleri izleniyordu

94 ERS SAR Görüntüsü Parlak kısımlar yüzeyi engebeli alanları gösteriyor. Bunlar bina cepheleri ya da arazideki duvarlar gibi keskin açılı detaylardır

95 RADARSAT n Kanada tarafından 1995 yılında fırlatıldı n Yeryüzünün 3-B haritasını üretmek amacıyla uzaydan Radar sinyalleri gönderen ilk uydudur n Antartika kıtasındaki kar tepeleri yaptığı keşiflerden sadece bir tanesidir

96 RADARSAT -1 n NASA ve NOAA işbirliği ile Kanada tarafından fırlatıldı n Eğim açısı 98.6 o n Yerden yükseklik 798 km n Güneş eşzamanlı bir yörüngeye sahip n Çözünürlük 10m ila 100 metre (Incidence açısına bağlı olarak) n Incidence açısı 20 o ila 50 o n Bant, C-bant. Polarizasyon HH

97 RADARSAT

98 SAR GÖRÜNTÜLER SAR Görüntüsü ile Üç Boyutlu Kent Modelleme Çözünürlük 2-3 metre ila 20-30cm arası 98

99 E-SAR -Bant (Airfield Oberpfaffenhofen, Almanya) Renkler farklı yükseklik bilgisi göstermektedir 99

100 TerraSAR-/TanDEM- n n TerraSAR- 1 metre çözünürlüklü ilk SAR uydusu. Üç modda görüntü sunar n Image Mode o Spotlight (up to 1 m resolution) n n StripMap (up to 3 m resolution) ScanSAR (up to 16 m resolution) n 2009 yılında atılacak TanDEM- ile birlikte yüksek çözünürlüklü DEM mümkün olacak. n Bu sayede 2.5 yılda 150 milyon km 2 olan dünya yüzeyi ölçülebilecek n 12 metrelik gridler halinde tüm dünya < 2 metre yükseklik hatası ile modellenecek

101 n n n Düşey doğruluk: 2m (relatif) / 10m (mutlak) 12m x 12m raster Yüksek geometrik duyarlık nedeniyle yer kontrol noktasına ihtiyaç yoktur TanDEM- Digital Elevation Model of Teide Volcano on Teneriffe Island, Spain DLR 101

102 TanDEM- ile Üretilmiş Yükseklik Modeli Kalach-on-the-Don, Russia 102

103 LIDAR

104 LIDAR GÖRÜNTÜLERİ 500 metre yukaridan 3-5 cm hassasiyetle 3B kent modelleme

105 n TÜRKİYE UZAKTAN ALGILAMA TEKNOLOJİSİNDE HANGİ DURUMDA?

106 RASAT n RASAT, Türkiye'nin İlk Yerli Yapım Uydusu n RASAT Araştırma Uydusu, Türkiye nin ve TÜBİTAK UZAY ın BiLSAT uydusundan sonra sahip olduğu ikinci uzaktan algılama uydusudur. n RASAT fırlatıldığı 17 Ağustos 2012 tarihinden bu yana görevini başarılı bir şekilde sürdürmektedir

107 n Haritacılık Kullanım Alanları n 1/ ölçekli haritaların oluşturulması ve güncellenmesi n Sayısal yükseklik modeli ve ortofoto oluşturma n Arazi kullanımını haritalama n Kırsal kadastro n Afet İzleme n Orman Yangını izleme n Su baskını haritalama ve tahmini n Heyelan alanlarını haritalama n Deprem sonrası yıkılmış binaların ve hasarın tespiti n Afet yönetimi için güncel tematik verilerin oluşturulması n Çevre n Orman tahribatının ve ormanlaşmanın izlenmesi n Kıyılardaki değişimin izlenmesi n Denizde petrol sızıntılarının belirlenmesi ve kirliliğin haritalanması n Şehircilik ve Planlama n Kentsel gelişimin izlenmesi n Kaçak yapılaşmanın tespiti n 3 boyutlu simulasyon oluşturma

108 Rasat Teknik Özellikleri Ağırlık 93 kg Yörünge 700 km de dairesel, güneşe eşzamanlı Yönelim kontrolü 3 eksen kontrollü Yörünge süresi 98.8 dakika Ekvator geçişi yerel zamanı 10:30 Uzamsal çözünürlük Pankromatik: 7.5 m Çok bantlı: 15 m Tahmini ömür 3 yıl Tayfsal çözünürlük (µm) (Pankromatik) 1. Bant: (Mavi) 2. Bant: (Yeşil) 3. Bant: (Kırmızı) Radyometrik çözünürlük 8 bit Zamansal çözünürlük 4 gün Şerit genişliği 30 km Faydalı yükler Optik faydalı yük: Stereoskopik görme özelliğine sahip Pushbroom görüntüleyiciden oluşmaktadır. BiLGE: Spacewire veriyolu kullanabilen uçuş bilgisayarı. GEZGiN-2: JPEG2000 algoritmaları ile yüksek hızda çok bantlı görüntü sıkıştırma ve şifreleme yapabilen görüntü işleme kartı. -Bant Verici Modülü: 100 Mb/s iletim hattına ve 7W çıkışa sahip iletişim sistemi

109 Rasat Görüntüsü Çanakkale, Türkiye 109

110 Rasat Görüntüsü Tampa, Florida, Amerika Birleşik Devletleri 110

111 Göktürk-2, 18 Aralık

112 Göktürk 2 Teknik Özellikleri Yörünge : Güneş Eş zamanlı Yörünge Yörünge Yüksekliği : ~ 700 km Dünya Çevresindeki Tur Süresi : ~ 98 dakika Günlük yer istasyonu Temas Süresi : ~ 40 dakika (gündüz+gece) Global Gözlem Alanı Kabiliyeti : Bütün Dünya Tekrar Ziyaret Zamanı : Ortalama 2,5 gün Uydu Kütlesi : < 409 kg. Görüntü Depolama Kapasitesi : 8 GB + 32 GB Bantlar :1 pankromatik, 4 Multispektral (K,Y,M,KÖ) Siyah - Beyaz Çözünürlük : 2,5 m Renkli Çözünürlük : 5 m Görev Ömrü : 5 yıl 112

113 Göktürk-2 Uydu Görüntüsü

114 Türkiye'nin uzay programı n Haberleşme : Türksat 1A Türksat 1B Türksat 1C Türksat 2A Türksat 3A Türksat 4A Türksat 4B n Yer gözlem : BİLSAT RASAT n Keşif : Göktürk-2 n Yapım aşamasında : Türksat 5A Göktürk-1 Göktürk-3 n Kuruluşlar : TÜBİTAK UZAY, TUSAŞ, USET