UYDU GÖRÜNTÜLERİ REHBER KITAPÇIĞI

Transkript

1 NİK İNŞAAT TİCARET LTD. ŞTİ. UYDU GÖRÜNTÜLERİ REHBER KITAPÇIĞI Hazırlayan: Ayşe Yücel ERBAY NİK Sistem O RTAKLAR CD. NO.27 D.6 MECIDIYEKOY- ISTANBUL

2 UYDU GÖRÜNTÜLERİ REHBER KİTAPÇIĞI GİRİŞ Uzaktan algılama uyduları (Dünya Gözlem Uyduları) tarafından elde edilen görüntüler, Dünya nın geniş bir perspektifini, onun kaynaklarını ve üzerindeki insan etkilerini sunarlar. Uzaktan algılama ticari bir endüstri olup, kendi yararlılığını değerli bilgilerin düşük maliyetlerle elde edilmesi yönünden kanıtlamıştır. Bu bilgiler şehir planlama, çevre izleme, tarım, petrol ve maden arama ve jeoloji gibi sayısız uygulamalarda kullanılabilirler. Uydu görüntülerinin ve onlardan elde edilen bilgilerin değeri bir çok yolla ortaya konmuştur. Onlar, Dünya yüzeyindeki oluşumlara ve objelere tepeden (yukarıdan) bakmanızı sağlar ve size bu oluşumlar arasındaki ilişkileri (ki genellikle yeryüzü seviyesinde baktığımızda o kadar da açık değildirler) anlamamıza yardımcı olurlar. Şüphesiz, "uzaktan" kelimesi uzaktan algılamanın temelidir ve bu size, ofisinizi bile terketmeden dünyanın öbür tarafındaki bilgileri sağlayarak manasını zenginleştirir. Bu açıkça görünen yararlarına ilave olarak, uydu görüntüleri insan gözünün algılayamadığı bazı gizli ayrıntıları da ortaya koyabilir. Bazı görüntüler, örneğin, bitki örtüsündeki hastalıkları, kayalardaki mineralleşmeyi veya nehirlerdeki kirliliği ortaya koyabilirler. Bazı uydular Dünya yüzeyini algılarken bulut ve sisten etkilenmezler. Görüntülerin pratik değerleri ve uygulanabilirlikleri, yeni, daha gelişmiş uyduların diğerlerinin yanında yörüngeye oturtulmasıyla daha da gelişmeye devam etmektedir. Bir çok uydu yoldadır ve görüntüler artan ve genellikle şaşırtan görüntü çerçevesi büyüklüğü seçimi, spektral çözünürlükleri (resolasyon), geçiş zamanları (revisit frequency) ve mekansal detayları sunmaktadırlar. Yeni uzay algılayıcıları (sensörleri) görüntülerin eskisinden daha yararlı olmalarını sağlarken, aynı zamanda kullanıcılara da doğru görüntü ve görüntünün seçiminde büyük olanaklar sağlarlar. Bu döküman size uzaktan algılamanın temel konuları hakkında genel bilgiler vermek ve sizi mevcut olan ve gelecekteki uydu sistemleri hakkında bilgilendirmek için SPOT Image firmasınının Satellite Imagery-An Objective Guide kitapçığı referans alınarak hazırlanmıştır. (Örnek olarak kullanılan tüm uydu görüntülerinin ve resimlerin telif hakları ilgili firmalara ait olup izinsiz kullanımı yasaktır) Bu bilgiler sizi, uydu görüntüsü satın alacağınız zaman doğru soruları sorabilme ve uygulamanızın ihtiyacına en uygun olan görüntüyü satın alma bilgisiyle donatacaktır. Döküman içinde hatalı veya eksik olduğunu düşündüğünüz kısımlar için lütfen bizi bilgilendiriniz (sistem@nik.com.tr) A. Yücel ERBAY NİK Sistem 2

3 İÇİNDEKİLER Giriş İçindekiler I. Bölüm Niçin Uydu Görüntüsü Kullanmalısınız? Coğrafik Verilerin Diğer Kaynakları II. Bölüm III. Bölüm IV. Bölüm Neden Uzaktan Algılama Uyduların ve Algılayıcıların Gelişimi Uydu Algılayıcılarını Anlamak Görüntü Özelliklerini Anlamak Bilinmesi Gereken Terimler: -Doğru Yersel Çözünürlüğün Seçimi Rehberiniz -Doğru Spektral Çözünürlüğün Seçimi Rehberiniz -Doğru Spektral Bantların Seçimi Rehberiniz. Görüntü Ürünlerine Giriş İncelenmesi Gereken Diğer Ürünler Ürün İşleme Seviyeleri Arşivlenen Görüntü - Arşivlenen ve Güncel Görüntü Arasında Seçim Rehberiniz V. Bölüm Görüntüden Bilgi Alınmasını Sağlayan Yazılımlar VI.Bölüm VII. Bölüm Görüntü Kullanımı- Uygulama Alanları Günümüzdeki ve Geçmişteki Uydu Sistemleri Karşılaştırma Tablosu 3

4 I. BÖLÜM NİÇİN UYDU GÖRÜNTÜLERİ KULLANMALISINIZ? Hava fotoğrafı, arazi çalışmaları ve kağıt haritalar gibi bir çok farklı coğrafik veri kaynağı varken uydu görüntülerini kullanmanın ne gibi yararları olabilir? Bir çok uygulama için basit cevap: uydu görüntüleri hızlı, daha ucuz ve daha iyidir. Bu belki biraz basmakalıp bir cevap olmakla birlikte doğru cevaptır. Uydu görüntüleri genellikle coğrafik bilgi edinmenin en pratik yoludur. Şimdi uydu görüntülerinin bu avantajlarını inceleyelim. SAYISALDIR (Digital) Hemen hemen bütün uydu görüntüleri sayısal (digital) olarak elde edilmektirler. Bu demektir ki pahalı sayısal dönüştürme aletlerine (scanner) gerek yoktur. Çok az bir ön hazırlıkla görüntü sizin coğrafi bilgi sistemine (CBS / GIS), görüntü işleme yazılımınıza veya harita işlem yazılımınıza yüklemenize ve kullanmanıza hazır hale gelir ve sayısal olması sayesinde işlenen, zenginleştirilen ve yönlendirilen uydu görüntüsü diğer kaynaklardan alınan verilerde kaçırılabilecek ince ayrıntıları ortaya çıkarabilir. HIZLIDIR Bir arazi ekibi daha ekipmanlarını hazırlarken veya bir pilot uçuş öncesi hazırlıklarını yaparken, bir uzaktan algılama uydusu geniş bir ormanı veya büyük bir şehri görüntüleyebilir. Uyduların belli bir yörüngeye sahip olmaları, projenizin ilgili olduğu alandan en fazla bir hafta uzaklıktadırlar genellikle. Çok az planlama gerektirir, örneğin bugün sipariş verin yarın, gelecek hafta veya programınıza bağlı olarak üç ay içerisinde görüntülenebilir. UCUZLUK Geniş alanlar için uydu görüntüleri hava fotoğraflarından veya arazi çalışmalarından daha ucuza mal olur. SPOT uydusu fotoğrafı 4

5 GLOBAL Uydular politik veya coğrafik sınırlarla kısıtlanamazlar. Kutup yörüngeli ticari uydular Dünya nın her bölgesini görüntülerler. Bir uzaktan algılama uydusu, inceleme alanınızın bir dağın tepesinde mi yoksa okyanusun ortasında mı yer aldığına bakmaksızın o bölgenin görüntüsünü elde edebilir. Spot image CNES distributed by Spot Image Phoenix SPOT -10m mekansal çözünürlüklü pankromatik uydu görüntüsü GÜNCELLEME Günümüzün hızla değişen dünyasında, kritik iş kararlarını alabilmeniz için güncel verilere gereksinim duyarsınız. Haritalar genellikle aylar hatta yıllarca eskidir. Fakat bir uydu görüntüsünü elde edildikten bir kaç gün sonra inceleyebilirsiniz. Bir uydu görüntüsü elde edilebilen en yeni haritadır. AYRINTILI Uzaktan algılama uydusunun elde ettiği bir görüntüde, yeryüzü örtüsü, taşıt yolları veya belli başlı yapılar gibi yüzlerce veya binlerce km 2 'lik alana yayılmış detayları yakalayabilirsiniz. 5

6 DOĞRULUK Kameranın yalan söylemediği gibi, uydu algılayıcıları da yalan söylemez. Ham uydu görüntüsünün elde edilmesi sürecinde hiç bir insani katılım yer almamaktadır. Elde edilen bilgiler, objelerin ve yapıların tarafsız gösterimi olup, objektif ve doğrudur. Bir uydu görüntüsünde çalışırken, harita mühendisinin veya arazi ekibinin hata yapıp yapmadığı konusunda endişe etmezsiniz. Ancak, bazı çalışmalarda atmosfer etkisini göz ardı etmemek gerekir. ESNEKLİK Uydu görüntülerinin işlenmesi veya bunlardan bilgi elde edilmesi, yapmak istediğiniz çalışmanın ne kadar basit veya karmaşık olduğu ile ilgilidir. Bir uydu görüntüsündeki bir ev ve su drenajına bakarak ikisi arasındaki ilişkiyi anlamak için çok iyi bir bilim adamı olmak gerekmez. Çok daha karışık bilgileri derlemek ve bu bilgileri diğer kaynaklardan elde edilen coğrafik bilgilerle birleştirmek günümüz teknolojisi ve yazılımları sayesinde bir kaç günlük eğitimle bile mümkün olabilmektedir. COĞRAFİK VERİLERİN DİĞER KAYNAKLARI Uydu görüntüleri bir çok harita ve kaynak yönetimi projelerine çözüm olmaktadır fakat coğrafik verilerin tek kaynağı değildir. Aşağıda bazı özel uygulamalar için gerekebilecek diğer kaynaklar açıklanmıştır. Hava Fotoğrafları: Küçük alanlarda ve 1m den küçük yapıları / objeleri haritalamak için düşük maliyetlidir. Bir çok hava fotoğrafı siyah - beyaz veya standart renklerde veya yakın-kızılötesidir. Havadan Hiperspektral ve Lidar Tarayıcılar Hiperspektral Tarayıcılar: Uydularda bulunan multi-spektral algılayıcıların uçaklara monte edilmesiyle, yüksek çözünürlüklü, çok bantlı görüntüler elde edilebilir ancak bunlarda hava fotoğrafları gibi geniş alanların görüntülenmesinde düşük maliyetli değildir. Hava Lidar Tarayıcılar: Uçağa veya helikoptere monte edilebilen laser tarayıcılar. Bu tip tarayıcılar yeryüzünün 3 Boyutlu modellerinin oluşturulmasında kullanılırlar. Taranmış ve Sayısallaştırılmış Haritalar: Bu elde bulunan coğrafik verilerin Corafi Bilgi Sistemlerine (CBS/GIS) yüklenmesini sağlayan daha ucuz bir yöntemdir. Elde edilen sayısal veriler genellikle eskidir ve hatalar içerebilir. GPS Arazi Çalışmaları: GPS (Global Positioning System) - Yer belirleme sistemleri kanıtlanmış, son derece doğru bilgileri içeren haritalama methodudur. Gerçekte, genellikle belli sayıda kontrol noktasının koordinatlarının belirlenmesiyle, uydu görüntüsünün koordinat doğruluğunu arttırmak için kullanılır. Ancak zaman alıcı ve pahalı bir sistemdir ve belli noktalardan veri sağladığı için alanın bütünü için bilgi aktaramaz. 6

7 BÖLÜM- II Son sayımlarda yörüngedeki uyduların yarısının ticari uydular olduğu saptanmıştır ve gelecek yıllarda daha bir çok yeni uyduların yörüngeye yerleştirilmesi planlanmıştır. Yakın gelecekte yeni bir çok farklı uzaktan algılama uydusununda Dünyamızın etrafında döneceği ve her birinin çok özel tiplerde görüntüleme yapacağı bilinmektedir. Şüphesiz çok fazla çeşitin olması size yapmakta olduğunuz projelerinize en uygun görüntüyü seçme olanağı tanıyacaktır. Ancak çok çeşit size bunlardan hangisini satın almanız gerektiği konusunda da zorluklar yaratacaktır. Bu bölüm size temel uzaktan algılama kavramlarından bahsedecek ve ihtiyacınıza göre nasıl bir uydu görüntüsü seçmeniz gerektiği konusunda bazı bilgiler aktaracaktır. Uzaktan Algılamanın en önemli konusu Uydu görüntüsü gerçekte nedir ve nasıl elde edilmektedir? sorularının cevabını açıklamaktır. Bir görüntü (image), bir kamera ile film üzerine alınmış bir fotoğraf değildir. Hemen hemen bütün ticari uzaktan algılama uyduları, görüntüleri (images) algılayıcıları (sensors) sayesinde sayısal (digital) olarak elde ederler. Bu algılayıcılar (sensörler), günümüzde yeni popüler olan digital kameralarla aynı prensiplerde çalışmaktadırlar. Aynı digital kamerada olduğu gibi, bir uydu algılayıcısı da filme sahip değildir. Onun yerine algılayıcı yeryüzünden ve onun üstündeki objelerden yansıyan elektromanyetik enerjinin miktarını ölçen binlerce küçük alıcıdan (detectors) oluşmuştur. Bunlar, spektral (bantsal) ölçümler olarak adlandırılırlar. Her spektral yansıma değeri bir digital sayı (numara) olarak kaydedilir. Bu sayılar Dünya'ya geri gönderilerek bilgisayarlar tarafından renklere ve grirenk tonlamasındaki parlaklık seviyelerine göre fotoğrafa benzeyecek şekilde görüntüye dönüştürülürler. Alıcıların (detectors) duyarlılığına bağlı olarak algılayıcılar (sensors) yansıyan enerjiyi görünen (visible), yakın-kızıl ötesi (near infrared), kısa dalga-kızılötesi (short-wave infrared), termal kızılötesi (thermal infrared) ve mikrodalga radar bölümlerinde ölçebilir. Bir çok uzaktan algılama uydusu enerjiyi tayfın (spektrumun) kesin olarak belirlenmiş özel dalga boylarında ölçerler. Landsat 5 TM ve Spot 4 ün bandlarının karşılaştırılması 7

8 Burada spektral görüntülerin önemini, kendi uygulamalarınız için digital uydu görüntüsünün önemini ve bunları birbirlerinden ayıran özellikleri ve çeşitlerini öğrenmenin önemini anlamak gerekiyor. Yansıma değerlerinin ölçülmesi ve bu verilerden yararlanılarak oluşturulan görüntüler çıplak gözle seçebileceğimiz - şekil, büyüklük, renk ve genel görünüm gibi yüzeydeki yapıları (features) ve objeleri bize çok doğru olarak sunar. Bunlar bir görüntünün mekansal içeriği olarak adlandırılırlar. Fakat belki de en önemlisi, digital görüntüler bu uzaysal detaylardan çok daha fazlasını bize gösterirler. Yansıma değerleri kayaların mineral içerikleri, toprağın nemi, bitki örtüsünün sağlığı konusunda, binaların fiziksel komposizyonu ve birçok diğer gözle görülmeyen detaylar hakkında bize bilgi verebilirler. Bunlar bir görüntünün spektral (tayf) içeriği olarak adlandırılırlar. Bu spektral bilgiler digital algılayıcılar için görünürdürler, çünkü onlar yansıyan enerjiyi ölçmektedirler. Yoğunluk, su miktarı, kimyasal içerik ve diğer görülmeyen koşullar ve belli bir yüzeyin özellikleri, hepsi değişik dalga boylarındaki enerjinin bu yapıları (features) nasıl etkilediğine ve nasıl yansıdığına bağlıdır. Digital alıcılar bu etkileşimi ölçmekte ve bu ölçümlerde gözle görülmeyen özelliklerin ve koşulların hakkında bilgi vermektedirler. Spot image CNES distributed by Spot Image Spot 4 Multispektral (Çok tayflı) uydu görüntüsü, Danube Nehri, Macaristan. SPOT uydularının Mavi rengi algılayan sensörü olmadığı için renk kombinasyonu Mavi: Yeşil Bant, Yeşil: Kırmızı Bant ve Kırmızı:Yakın Kızılötesi (NIR) bant olarak yalancı renklendirme (false color) olarak adlandırılan şekilde gösterilmiştir. Bu nedenle yüksek klorofile sahip bitkiler kızılötesi (NIR) dalga boylarında yüksek yansıma (reflektans) değerlerine sahip olduklarından, görüntü üzerinde parlak kırmızı renkte görünürler. 8

9 BÖLÜM III UYDULARI VE ALGILAYICILARI İNCELEMEK Uydu algılayıcılarını (sensörleri) anlamak: Mekansal (spatial) ve tayfsal (spektral) bilgiler arasındaki farkı anlamak çok önemlidir. Çünkü, ilk adım, iki ana görüntü tipinden: Pankromatik veya Multispektral görüntüden birini seçmekle başlar. Genellikle, bu sizin ilk seçiminiz olacaktır. Bir çok farklı uydu görüntüsü içinde karar verirken. Pankromatik görüntü (Panchromatic imagery); elektromanyetik spektrumun geniş bir bölümünden yansıyan enerjiyi ölçebilen algılayıcılar tarafından elde edilir. Bu bölümleregenellikle bant adı verilir. Halihazırdaki bir çok pankromatik algılayıcılar (sensörler) için bu tek bant genellikle spektrumun görünen (visible) ile yakın kızılötesi (near-infrared) bölümünü kapsamaktadır. Pankromatik veriler siyah-beyaz görüntü olarak oluşturulurlar. Multispektral (çok tayflı) Görüntü: elektromanyetik spektrumdaki birden fazla bant'ta ölçen dijital sensörlerle elde edilirler. Örneğin; alıcıların (Detektörler) bir bölümü görünür kırmızı yansıyan enerjiyi ölçerken, diğer bir grup yakın kırmızı ötesi (near-infrared) enerjiyi ölçer. İki ayrı algılayıcı (detektör) dizilimi aynı dalga boyunun değişik bölümlerindeki enerjiyi ölçebilirler. Bu çoklu yansıma değerleri; renkli görüntü yaratmak için birleştirilirler. Günümüzdeki, multi-spektral (çok bantlı) uzaktan algılama uyduları bir kerede 3 ila 7 değişik bant'taki yansımaları ölçebilirler. Spot image CNES distributed by Spot Image SPOT Panchromatic (Las Vegas, NV) 9

10 Hiperspektral Görüntüler'de burada açıklanmalıdır çünkü, bu terim gittikçe daha fazla kullanılmaya başlanmıştır. Bu terim, bir çok küçük bant (tayf)aralıklarında (genellikle 100 civarında ) yansıma ölçebilen spektral algılayıcılara verilen isimdir. Hiperspektral algılamanın amacı spektrumun çok küçük bölümlerindeki yansımaları ölçmek ve bunun yardımıyla yüzeyin gizli özelliklerini ortaya çıkarmak ve yüzey özellikleri arasındaki farklılığı ortaya koymaktır. Özellikle bitki örtüsündeki, topraktaki ve kayalardaki. Günümüzde kullanılan hiperspektral algılayıcılar uçağa monte edilerek küçük alanların görüntülenmesinde kullanılmaktadır. Uydular içinde sadece NASA nın EarthObservation-1 (EO-1) uydusunun Hyperion sensörü 220 civarında spektral band içermektedir. Birde ESA nın (Avrupa Uzay Ajansı) PROBA uydusunun CHRIS sensörü 30 civarında VNIR (visible nearinfrared-görünür ve yakın kızılötesi) spektral banda sahiptir. AKTİF VE PASİF ALGILAYICILAR (ACTIVE & PASSIVE SENSORS) Pankromatik ve multispektral görüntüleme sistemlerini anlatırken bunların elekro-optik algılayıcılar olduğunu söylemek gerekir. Fakat bir başka çeşit algılayıcı sistemde vardır, ve bunlar Syntetic Aperture Radar kısaca SAR olarak adlandırılırlar ve gittikçe artan kullanıcı sayısı vardır. Elektro-optik algılayıcılar pasif görüntüleme cihazları olup elektromanyetik enerjiyi ölçerler. Bu enerji öncelikli olarak Güneşten gelip Dünya yüzeyinden yansımasından ortaya çıkar. Bunlar pasif cihazlar olarak tanımlanırlar çünkü, bunlar kendi enerji kaynaklarından enerji yaymazlar. Bu demektir ki onlar sadece gün ışığında çalışırlar (termal-infrared yayınmayı ölçen yani güneş ışınlarından yansıyan değil daha çok ısıyı yayan kaynaklar dışında) SAR sensörleri aktif görüntüleme sistemleridir. Bunlar, elektromanyetik spektrumun mikrodalga bölümünde yer alan bir radar sinyali yayarlar ve Dünya yüzeyine çarpıp geri dönen sinyalin dayanıklılığını ve diğer özelliklerini ölçerler. SAR görüntüleri diğer pasif algılayıcılardan bazı yönlerden farklıdırlar. Çünkü, SAR sistemleri, elektro-optiksel sistemlerden daha uzun dalga boylarında çalışırlar. Bu uydular karanlıkta, siste, bulutlu alanlarda görüntüleme yapabilir. Radarsat imagery CCRS distributed by MDA Geospatial Radar Görüntüsü: Jakarta yakınlarındaki Volkan (Endonezya) (Görüntü RADARSAT, Intl. Tarafından algılanmıştır) 10

11 SAR görüntüleri bazen elektro-optiksel algılayıcılarla aynı uygulamalar için kullanılabilirler fakat onun kullanıldığı bir çok özel uygulama alanlarıda vardır. Bir çok SAR uygulamasının bulutlu ekvatoral bölgelerde, sisli kıyılar boyunca ve genelde karanlık kutup bölgelerinde olması bir supriz değildir. Bir çok algılayıcı içinden seçim yapmak sizin için en önemli kararlardan biri olacaktır çünkü, seçiminiz hemen hemen buna bağlı bütün sonuçları etkileyecektir. Bir çok durumda bu kolay bir seçimdir çünkü hangi tip algılayıcının (sensör) hangi tip uygulamalarda en iyi olduğu dökümanlarda mevcuttur. Aşağıdaki bilgiler size hangi tip uygulamalar için uygun olan sensörlerin seçiminde fikir verecektir. Görüntü Seçiminde Doğru Sensörü Seçmek Görüntü Tipi Uygulama Alanları Pankromatik Yüzey yapılarını ve objelerinin fiziksel görüntülerine bakarak (örneğin: şekil, boyut, renk, yönlenme vb.) belirlemek, ölçmek ve yerleştirmek. İnsan yapısı binalar, yollar, evler, havaalanı gibi yapıların doğru olarak lokasyonunu belirlemek ve haritalamak Var olan haritalardaki fiziksel yapıları güncellemek. Su ve kara sınırını belirlemek Şehirlerin büyümesini ve gelişmesini incelemek Oldukça yüksek doğrulukta dijital yükseklik modeli elde etmek. Arazi kullanımını tespit etmek. Multispektral Çok belirgin olmayan yüzey özelliklerini ( örneğin; mineral içeriği, nem oranı, klorofil miktarı, bitki türü veya kimyasal özellikler) belirlemek ve tanımlamak. Baskın ağaç, bitki örtüsü tipini belirlemek Doğal yaşam ve ekosistemlerdeki değişikliklerin belirlenmesi Yüzeylenmiş kaya ve toprağın sıkışma ve içeriğinin belirlenmesi Bataklıkların belirlenmesi Kıyı alanlarında su derinlğinin tahmin edilmesi Toprak örtüsünün sınıflandırılması SAR - Synthetic Apature Radar Hava Fotoğrafları Devamlı bulut, sis veya karanlık olan alanların görüntülenmesinde Buzdağlarının veya buzulların ve diğer okyanus yüzey koşullarının haritalanmasında Gizli yüzey şekillerinin ortaya çıkarılmasında. Örneğin, Faylar (kırıklar) ve kıvrımlar Bir metreden küçük yapıların haritalanmasında 1000 km2 den küçük alanların haritalanmasında Çok acil, belli bir amaç için yapılacak haritalarda, örneğin; sel, tayfun veya fırtına gibi. 11

12 UYDU YÖRÜNGELERİ VE GÖRÜNTÜLEME ALANI ÖZELİKLERİ Uydu yörüngeleri ve kapsama alanları hakkında bilmeniz gerekenler. Algılayıcılar (sensörler) ve uydular, onların görüntüleme kapasitelerini etkileyecek çok çeşitli yapısal (dizayn) özellikler içerirler. Bazı özellikler sizin belli bir uygulama için yapacağınız çalışmalara diğerlerinden daha uygun olacaktır. Aşağıda çoğunlukla algılayıcılar (sensörler) ve uydu özellikleri için kullanılan bazı terimlerin açıklamalarını bulacaksınız. POLAR ORBİT: Bütün sivil uzaktan algılama uyduları dünyanın etrafında kutba yakın yörüngede, kuzeydoğu-güney batı doğrultusunda dönerler. Bu dönüşte kutublara doğru yörüngeler alçalır ve her yörünge hemen hemen doğrudan kutupların üzerinden geçer. Uydular önceden belirlenen yörüngede belirli bir hız ve yükseklikte hareket ederler. Bu bilgiyi akılda tutmakta yarar vardır. Çünkü, bu demektir ki yer kontröleri uyduyu hızlandıramaz ve istedikleri alana istedikleri anda yönlendiremezler. YÜKSEK SEVİYELİ (ASCENDING)/ ALÇAK SEVİYELİ (DECENDING) YÖRÜNGELER Ascending geçişte uydu yeryüzü üzerinden güneyden Kuzeye doğru, Descending geçişte ise Kuzeyden Güneye doğru geçişini tamamlar. Bir elektro-optik uydu sadece, onun alçak yörüngesinde görütüleme yapabilir çünkü yörüngesi Dünya'nın gün ışığı alan bölgesinde alçalacak, karanlık bölgesinde yükselecek şekilde ayarlanmıştır. Radar (Synthetic Aperture Radar - SAR) uyduları ise yörüngelerinin iki durumunda da görüntü alabilirler. Aygılanılacak bölgenin tam üzerinde bulunulmadan ayarlanabilir algılma açısı ile algılama yapılabilir. 12

13 GÖRÜNTÜLEME GEOMETRİSİ (VIEWING GEOMETRY) Elektro-optik (pasif veya optik uydular) ve SAR (aktif uydular) algılayıcıları (sensörler) ya sabit ya da görüntüleme geometrisine ayarlanabilir şekildedir. Şayet algılayıcı (sensör) sabitlenmiş veya belli bir görüntüleme açısında (off-nadir angle) çalışıyorsa, o doğrudan uydudan aşağı bakar ve bunun sonucunda uydunun iz düşümündeki (ground track) bölgeyi görüntüleyebilir. Bir ayarlanabilir veya yönlendirilebilir algılayıcı, bir kenardan diğerine veya ileri geri, iz düşümün üzerinde veya dışarısında görüntüleme yapabilir. Ayarlanabilir görüntü geometrisi oldukça önemlidir çünkü bu uydunun tekrar aynı alanı görüntüleme ve stereo görüntüleme yapabilme özelliğini etkilemektedir. ZİYARET SIKLIĞI (REVISIT CYCLE) Daha öncede belirtildiği gibi, bir uydu önceden belirlenmiş bir yörüngeye sahiptir bu nedenle Dünya yüzeyindeki aynı noktaya tekrar gelmesi günler almaktadır. Bu geçişler arasındaki süreye (gün olarak) "revisit cycle" - adı verilir. Fakat ayarlanabilir görüntü açısına sahip algılayıcılar bağlı olduğu uydunun "revisit" süresinden daha sıklıkla aynı alanı görütüleyebilme olanağına sahiptirler. Çünkü, kendi izdüşümlerinden yüzlerce kilometre uzağını algılayabilirler. Bu "revisit" yeteneği bazı hızlı değişen ve sıklıkla görüntülenmesi gereken alanların görüntülenmesinde oldukça önemli ve gereklidir. Örneğin sel, yangın gibi diğer doğal afetler gibi olaylarda. STEREO GÖRÜNTÜLEME Ayarlanabilir görüntüleme geometrisine sahip uydular uçaklardaki gibi üst üste bindirmeli görüntü çekimleri yapabilir. Şayet çalışma alanınızın üç boyutlu analizini yapmak için dijital yükseklik modeli oluşturmanız gerekiyorsa, sizin stereo görüntüye ihtiyacınız var demektir. ŞERİT GENİŞLİĞİ (SWATH WIDTH): Uydu algılayıcıları da aynen kamera merceklerinde olduğu gibi bir görüş alanına veya bir görüntüde kapsayabileceği maksimum alana sahiptir. Uydular için "swath width" ( swath genişliği) terimi; sensörün algıladığı alanın bir kenarından diğerine olan uzaklığını verir. Bu bilgileri akılda tutmakta yarar vardır çünkü, aynı kameraların görüş alanında olduğu gibi zoom (büyültme) merceği kullanıldığı zaman görüş alanı küçülmektedir. Bir uydu görüntüsü eğer yüksek resolusyonlu (çözünürlük) ise ( resolusyon daha ileride detaylı olarak anlatılacaktır) daha küçük alanı kaplayan görüntü alır. Swath genişliği bir kaç km'den düşük resolusyonlular için binlerce km'ye değişebilir. GÖRÜNTÜLEME / KAPSAMA ALANI ( Coverage Availability) Kutup yörüngeli uydular, kutuplar hariç Dünya üzerinden her yeri görüntüleyebilir. Ancak ayarlanabilir sensörlere sahip uydular kutupları da görüntüleme yapabilir. 13

14 GÜNEŞ EŞLEMELİ YÖRÜNGE (Sun-synchronous Orbit) Çoğunlukla, elektro-optik uydular güneşe uyumludur. Böylece her zaman Dünya'nın belli bölgesinden tekrar geçişlerini hep günün aynı zamanı yapar. Sonuçta, farklı zamanlarda (gün-yıl-ay) algılanan görüntüler hep aynı güneş açısına ve gölgeye sahip olurlar. Bir çok yörünge ekvatoru sabah ortası geçecek şekilde zamanlanmıştır. Böylece görüntü algılaması güneş açısının düşük ve ortaya çıkan gölgelerin yüzey şekillerini ortaya koymasını sağlar. Ayarlanabilir algılama açsı ile birden fazla yörüngede algılama yapılabilr ve streoskopik görüntüler elde edilebilir. 14

15 BÖLÜM IV GÖRÜNTÜ ÖZELLİKLERİNİ ANLAMAK RASTER vs VEKTÖR Geospatial veriler için sık sık raster ve vektör terimlerinin kullanıldığını duymuşsunuzdur. Dijital uydu görüntüleri raster verilerdir. Raster kısaca görüntünün sayısız küçük ünitelerden veya piksellerden (resim elementleri) oluşması anlamına gelir. Diğer yanda, vektör veriler nokta, çizgi ve poligonlardan oluşmuştur. Sayısal (dijital) görüntü prosesinin doğası gereği uydu görüntüleri raster veri olarak kalmışlardır. Elektro-optik algılayıcılar yeryüzünden kesinlikle belirlenmiş binlerce alanlardan yansıyan elektro-manyetik enerjiyi Dünya yüzeyini tarayarak tek tek ölçerek elde eder. Bu alanlar bir boyuta sahiptirler ve örnek yer uzaklığı (ground sample distance -GSD) olarak adlandırılılar ve onlar piksel büyüklüğüne ve spatial resolusyona karşılık gelirler. Örneğin: şayet algılayıcı (sensör) 10 metre GSD'ye sahipse, bu onun swath alanında her 10 metreye 10 metre boyutundaki yüzey alandan yansıma ölçümleri yapacağı anlamına gelir. Şayet, multispektral (çok bantlı) algılayıcı ise, her 10 x 10 m'lik alan için farklı dalga boylarındaki yansımayı ölçecektir. Bir piksel bu ölçümlerden elde edilen görüntünün en küçük ünitesidir. Her piksel yansıma ölçüm değerlerine bağlı olarak bir değerle veya dijital numara ile tanımlanır. Bu sonuç neden pikselin GDS ile ilişkili olduğunu gösterir. PİKSELLER VE GDS NASIL GÖRÜNTÜ HALİNE GELİR? Görüntü işlemede bilgisayar her pikselin yansıma değerlerini bir gri ölçek veya renk parlaklık seviyesine çevirir. Tek renkli gri ölçek, pankromatik görüntüleri sunmak için kullanılır, çünkü onlar spektrumun veya bant'ın sadece bir bölümünü içeren yansıma değerlerine sahiptirler. Bu nedenden dolayı pankromatik görüntüler genellikle siyah-beyaz olarak sunulular. Multispektral (çok bantlı) görüntülerde, her bir piksel; kırmızı, yeşil ve mavi renklerin ki bu renkler üç değişik spektral bant'a karşılık gelirler, kombinasyonu sonucunda oluşurlar. Multispektral görüntüler renkli fotoğraflara benzerler. GÖRÜNTÜ YORUMLAMASINA DAİR BİR KAÇ SÖZ. Spektral değerlerin uydu görüntülerinden elde edilen bilginin sadece bir bölümünü oluşturduğunu aklınızdan çıkarmayın. Her piksel spektral ve spatial bilgiye sahiptir. Bu demektir ki, görsel olarak yeryüzü şekillerini veya objeleri fiziksel özelliklerinden tanımlayabilirsiniz. Örneğin; kare bir bina kare olarak görünecektir, bir yuvarlak çiftlik alanıda yuvarlak. Spektral bilgi yönünden bakarsak, görüntünün renk yoğunluğu da bilgi aktarmaktadır. Örneğin; şayet "kırmızı" görüntü içindeki yakın-kızılötesi'ni (near-infrared) görüntülemek için seçilmişse, yeşil bitki örtüsü gibi objeler ki bunlar bu dalga boyundaki enerjiyi geri 15

16 yansıtacaktır ve sonuçta parlak kırmızı renkte görüneceklerdir. Diğer parlaklık değerleri başka bantların yansıma değerlerine karşılık gelirler. Görüntü yorumlama teknikleri çok basit görsel yorumlamadan, görüntü işleme sistemlerinin kullanıldığı, sayısal spektral değerleri kullanarak yeryüzü özelliklerinin sınıflandıralabildiği sistemlere kadar çeşitlilik gösterir. Bazı haritalama yazılımları ile görüntü işleme yazılımları bu analiz ve sınıflama işlemlerini insan gözünün yapabileceğinden çok daha doğru olarak yapabilirler. BİLİNMESİ GEREKEN "GÖRÜNTÜ" TERİMLERİ Mekansal Çözünürlük (Spatial Resolusyon): Bir görüntü üzerinde; yer yüzü özelliklerinden tanımlayabileceğiniz en küçük obje büyüklüğü mekansal çözünürlüğe karşılık gelir. Bu görüntü seçimi yapılırken göz önüne alınması gereken en önemli özelliktir. Çünkü, haritalayabileceğiniz yüzey özelliklerini doğrudan alabilmeniz buna bağlıdır. Haritalamayı planladığınız objelerin boyutlarını saptayabilmelisiniz ve sonra onları tanımlayabilecek ve doğru lokasyona yerleştirebilecek yeterliğe sahip resolusyonu olan görüntüyü seçmelisiniz. Bu durum projelerinizin maliyeti ile doğrudan ilgili olduğu için çok önemlidir, çünkü genellikle daha detaylı (yüksek resolusyonlu) görüntüler birim alan başına daha pahallıdırlar. Önemli Not: Mekansal çözünürlük arttığında, sayısal dosya büyüklüğününde artacağı akıldan çıkarılmamalıdır ve bilgisayar sisteminizin buna göre ayarlanması gerekebilir. Örneğin; 10m resolusyonlu SPOT Pankromatik uydu görüntüsü (60 km x 60 km ) 36 Megabyte büyüklüğündedir, aynı alanı kaplayan 1 m resolusyonlu pankromatik bir görüntünün dosya büyüklüğü ise yaklaşık MB büyüklüğünde olacaktır. Günümüzde kullanılan 50cm çözünürlüklü görüntülerde ise dosya boyutları GigaByte boyutlarındadır. Ayrıca bir çok yazılımın 4GB tan büyük tiff/geotiff formatındaki veri dosyalarını açamadığını hatırlatmak isteriz. SPEKTRAL RESOLUSYON: Bu terim; yansıyan enerjiyi ölçen algılayıcıların dalga boyu ölçme kapasitelerini tanımlamak için kullanılır. Dalga boyları, mikrometre veya mikron ölçeğinde ifade edilirler. Bant sayısı sistem tarafından ölçülebilen birbirinden ayrı yansıma dalgaboylarını açıklamak için kullanılır. Örneğin; bir dört bantlı multispektral algılayıcı yansıyan enerjiyi dört değişik dalga boyunda ölçer. Bununla birlikte, bir multispektral görüntü sadece 3 banttan oluşabilir. Çünkü, sadece üç ana renk (kırmızı, yeşil, mavi) bir renkli görüntü oluşturmak için kullanılabilir. Diğer bir deyişle; renkli görüntüleri kırmızı, yeşil ve mavi bantları bir araya getirerek elde etmekteyiz ancak bu demekdeğildirki, bu ana bantlarda farklı dalga boylarındaki yansıma değerlerini kullanmayalım. Bir örnek vermek gerekirse; normal RGB (red,green, blue - kırmızı, yeşil, mavi) yani yeşil renkte gördüğümüz bitkileri görüntüdede yeşil renkte, denizi mavi renkte görmek şeklinde açıklanabilir. Böyle bir görüntü oluşturabilmek için; bir uzaktan algılama yazılımında Kırmızı bant için görüntünün kirmızı renk dalga boyuna karşılık gelen bantını, Yeşil bant için görüntünün yeşil renk dalga boyuna denk gelen bantını yerleştirmek gerekmektedir. Mavi bant içinde aynısı uygulanmalıdır. Bunları yaptığınızda normal renklerde bir uydu görüntüsü elde edersiniz. Ancak bazı 16

17 durumlarda bu üç renk için farklı dalga boyları tanımlanabilir. Örneğin; mavi için görüntünün yeşile denk gelen bantı, yeşile ise görüntünün kırmızı renge denk gelen bantı, kırmızı için ise yakın-kızılötesi dalga boyu seçildiğinde böyle bir uydu görüntüsünde yeşil renkli bitkiler parlak kırmızı renkte görülecektir. Bu tür görüntüler "false colour" görüntüler olarak adlandırılır. Aşağıda doğal renkli (Natural color) renk kombinasyonun nasıl elde edildiğini gösterir resimleri bulabilirsiniz. ELEKTROMANYETİK SPEKTRUM/TAYF (Birimler mikrometre olarak verilmiştir) Gama Işını Morötesi Görünür Kızılötesi Mikrodalga Radyo dalgaları GÖRÜNÜR DALGA BOYLARI Nanometre olarak UYDU M Y K 17

18 DOĞRULUK Bir çok haritalama çalışmasında görüntü özeliklerinin yanında "doğrulık" da çok önemlidir. "Doğruluk" herhangi bir objenin görüntüda nerede yer alıyorsa, yeryüzünde de aynı yerde olma doğruluğudur (kesin olarak). Genellikle doğruluk piksel olarak ifade edilir ve kolaylıkla metreye çevrilebilir. Örneğin; bir 10m resolusyonlu görüntü brlki bir piksel doğruluğuna sahip olabilir, bu demektirki, görüntüde yer alan bir obje herhangi bir yönde 10 metre kadar kaymış olabilir. Bu çok büyük bir hata gibi görünsede, unutmamak gerekir ki diğer haritalar, hava fotoğrafları ve diğer veri tabanları gibi kaynaklarla karşılaştırıldığında en yüksek doğruluk payına uydu görüntüleri sahiptirler. ÇERÇEVE BÜYÜKLÜĞÜ / BOYUTU / KAPSAMA ALANI Her uydu algılayıcısı belli bir Swath Width (algılama genişliği) alanına sahiptirve bu görüntü çerçevesinin boyutlarını belirler. Bu swath genişliğinde algılayıcılar kilometrelerce uzaklıkta yansıma değerlerini ölçerler. Ancak bu uzun veri kaydı genellikle kareler oluşturacak şekşlde bölünür. Şekil 1. Örnein; swath genişliği 60 km olan bir SPOT görüntüsünün standart tam çerçeve boyutları 60x60 km şeklindedir. Bir çok görüntü verisi sağlayan firmalar küçük çalışma alanları için çeyrek veya yarım çerçeve boyutunda görüntü sağlayabilirler. Şayet çalışma lanınız çok küçük ise " subscene" olarak adlandırılan çeyrek veya mini çerçeve almanız daha tutumluca olacaktır. Şayet çalışma alanınız bir standart çerçeveden büyük ise birden fazla bitişik çerçeve almanız gerekebilir. Sonra bunları bir uzaktan algılama yazılımı veya bu işleri yapan firmaları kullanarak birleştirebilirsiniz. Burada bir noktayı belirtmekte yarar vardır; bazı uyduların çerçeveleri belirleyen kodlama sistemi vardır. Bunlar "Path-Row Map" denilen haritalar üzerinde belirtilmiştir. Görüntüler istenirse bu numaralar veya köşe koordinatlar verilerek sipariş edilebilir. Ancak yüksek çözünürlüklü görüntüler poligon alan verilerek sipariş edilebilir. Eğer görüntü tam bir standart çerçeveye denk gelmiyorsa ve uydu yörüngesi (path) boyunca (yaklaşık Kuzey-Güney yönünde) kaydırılması mümkün olmakta ancak doğu-batı yönünde yani diğer geçiş (path) yönünde kaydırma yapmak mümkün olmamaktadır. DOĞRU MEKANSAL ÇÖZÜNÜRLÜĞÜN SEÇİMİ Uydu görüntüsü seçiminde en önemli faktör çerçeve boyutlarına göre yersel çözünürlüktür (resolusyon). Büyütme merceği olan bir kamera düşünün, kamera küçük bir bölgeyi büyülttüğünde, gördüğümüz alanın boyutları küçülecektir. Bu uydularda da aynıdır. Çok yüksek resolusyonlu uydu görüntüleri, örneğin; 1metre, diğerlerine göre çok daha küçük bir alana karşılık gelecektir. Bunu 'Uydular ve Özellikleri Tablosunda ' Bölüm VII. görebilirsiniz. Bu arada resolusyon artarken veri büyüklüğününde arttığını akıldan çıkarmamak gerekir. Görüntünüzü seçerken bu iki özelliği dengelemeniz gerekmektedir. Öyle ki özelliklerini belirlemek istediğiniz objeleri tanımlayabilecek çözünürlüğe en yakın olanını bulmalısınız. Aynı zamanda, çerçeve büyüklüğü de (yani görüntünün kapladığı alan) size inceleme alanınıza yeterli bir bakış sağlayabilecek düzeyde olmalıdır. Diğer bir değişle ağaçlar için ormanı gözden kaçırmamalıyız. 18

19 Aşağıda mekansal çözünürlüğüne göre genel kullanım alanlarının listesi verilmiştir. 1 metre 1 m2 den büyük insan yapımı objelerin tenımlanmasında, örneğin; kanallar, menholler, otomobiller, otoyollar, yayayolları, çalılıklar ve ağaçların belirlenmesi ve haritalanmasında Yukarıda bahsi geçenlerin özelliklerinin detaylandırılmasında Küçük alanların, çiftlik veya ağaçlık alanların detaylandırılmasında Evlere, yollara, binalara ve çiftliklere yapılan ilavelerin ortaya çıkarılmasında Bina ve ev tiplerinin belirlenmesinde 10 metre Binaların, açıkalanların, tarım alanlarının ve ana yolların haritalanmasında Ağaçlık alanlar ile tarım alanlarının sağlıklı bir şekilde tanımlanmasında Küçük alanlarda, arazi kullanımı sınıflandırılması için. 20/30 metre Havaalanlarının, şehir merkezlerinin, baliyölerin, büyük alışveriş merkezlerinin, spor komplekslerinin, büyük fabrikaların, yaygın ormanlık alanların ve geniş tarım alanlarının belirlenmesinde Genel arazi kullanımı haritalarının yapımında 80 metre Genel jeolojik yapıların haritalanmasında Geniş alanlarda bitki sağlığı konusunda çalışmalarda 1 km Ülke bazında bitki indekslerinin takibinde Bölgesel olayları izlemede, örneğin zararlı böcek tahribatları veya çölleşme gibi. 1 Meter Pankromatik 10 Meter Pankromatik 30 Meter Multispektral (false color) 80 Meter Multispektral (false color) 19

20 DOĞRU SPEKTRAL BANT SEÇİMİ Daha öncede bahsedildiği gibi farklı dalga boylarındaki yansıma değerlerinin ölçümü, yeryüzünün özelikleri hakkında bilgiler aktarır. Aşağıda dalga boylarına karşılık gelen uygulamalar hakkında bilgiler verilmiştir. Bununla birlikte, tek bant genellikle pek kullanılmaz. Tipik olarak, üç bantlı kombinasyonlar kullanılmaktadır. Görünür Mavi Görünür Yeşil Görünür Kırmızı Yakın Kızılötesi Sığ suların haritalanması, toprak ile bitki örtüsünün ayrımında Bitki örtüsünün sağlıklı / hastalıklı ayrımında Bitki örtüsünün türlerinin ayrımında Bitki örtüsünün haritalanmasında. Bitki örtüsünde canlı/sağlıklı ayrımında Bitki türlerinin ayrımında Orta Kızılötesi Komposizyonuna göre kayaç tiplerinin ayrımında. Toprak ve bitkilerde nemliliğin tespitinde Jeolojik yapıların haritalanması Su / kara sınırlarının belirlenmesinde Yeşil Kırmızı ve yakın kızıl ötesi (Eleuthera Adası, Bahama) SPOT multispectral image GÖRÜNTÜ ÜRÜNLERİNE GİRİŞ AÇIKLANAN GENEL ÜRÜNLER Sayısal görüntülerin en önemli ve değerli tarafı, onların bilgisayarlarda kolayca işlenebilmeleri, zenginleştirilebilmeleridir. Bilgisayarlar sayesinde çok çeşitli ürünler ortaya çıkarılabilir. Burada uydu görüntülerinden elde edilen ürünlerden en çok kullanılanlardan bahsedilecektir. Bu ürünlerin bazıları doğrudan uydu görüntülerini sağlayan firmalardan elde edilebileceği gibi bu ürünleri işleyen firmalardan da alınabilir. Eğer gerekli donanımınız varsa sizde bu ürünleri elde edebilirsiniz. SINIFLANDIRILMIŞ HARİTALAR Bunlar gruplandırılmış veya morfolojik haritalar olarak da adlandırılırla. Uydu görüntülerinde en çok uygulanan haritalama işlemidir. Bu tematik haritalarda, kara alanları 20

21 sınıflandırılarak benzer arazi kullanımı veya aynı kara örtüsüne sahip alanları belli gruplarda toplar. Sınıflandırma çok genel olabildiği gibi örneğin, şehir ormancılık, açık alan ve su veya çok daha özel, örneğin, mısır, buğday, soyafasülyesini ayırd edip sınıflayabilir. Genellikle değişik kara kullanımı alanları farklı renk kodları ile gösterilirler. Sınıflandırılmış arazi örtüsü haritası (LandClass product) SPOT uydu görüntüsünden üretilmiştir, San Francisco, CA SAYISAL YÜKSEKLİK MODELİ-SYM (DEM) Sayısal arazi modeli (DTM) olarak da adlandırılırlar ancak DTM ler bazen uydu görüntüsünden veya hava fotoğraflarına dayanılarak yapılmış sayısal vektörel tabakaları da içerirler. Bunun sonucunda DTM ler vetör harita, yollar, binalar, nehirler gibi bilgileri de içerirler. Çin ve Yeni Yerleşim Alanlarının 3D Perspektif Görüntüsü (SPOT stereoscopic imagery kullanılarak yapılmıştır ve ISTAR firması tarafından işlenmiştir.) 21

22 DEM ler belli bir arazinin yükseklik ölçümlerini içerirler. Bu veriler doğrudan arazide yapılan ölçümler ile elde edilebileği gibi, fotogrametrik uygulamalarla stereo uydu veya hava fotoğraflarından da elde edilebilir. Bu modeller 3 Boyutlu arazi modelleri elde etmek için kullanılırlar. KAYNAŞTIRMA (MERGING) İki değişik uydu verisinin bilgisayar yardımıyla kaynaştırılarak birlikte kullanılmasıdır. Bu hibridd görüntülere (merged) kaynaştırılmış görüntü adı verilir ve her iki verininde özelliklerini taşırlar. En çok kullanılanhibrid görüntüler SPOT 10 m Pankromatik ile SPOT 20m çok bantlı (multispektral) kaynaştırılması ile SPOT 10 m pankromatik ile Landsat TM 30m çok bantlı görüntü kaynaştırmasıdır. Bu tip uygulamalar sonucunda elde edilen hibrid görüntü yüksek resolusyonu ile görüntünün detaylarını ve çok bantlı olan görüntünün spektral bant avantajını içerir. Havafotoğrafları da uydu görüntüleri ile kaynaştırılabilir. MOZAYİKLER Bazı durumlarda tek bir uydu görüntüsü çalışma alanınızın tamamını kapsamayabilir. Birbirine bitişik iki veya daha fazla çerçeve sipariş edebilirsiniz ve bu çerçeveler satıcı tarafından veya yeterli donanıma sahipseniz kendi laboratuarınızda kesintisiz ve renk denge ayarları yapılarak birleştirilebilir. Aynı uydu görüntüleri mozayiklenebileceği gibi farklı uydu görüntüleride mozayiklenebilir. DEĞİŞİKLİK TAKİBİ Aynı alanı kaplayan ancak farklı tarihlerde alınmış uydu görüntüsüne özel algoritmalar uygulayarak elde edilen görüntülerdir. Bilgisayar her pikseli her iki görüntüde inceleyerek farklı olanları saptar ve farklı renkte ortaya koyar. Bu genellikle yeni yapıları, arazi kullanımındaki değişiklikleri veya erozyon gibi çevresel değişiklikleri ortaya çıkarmak için kullanılan methodur. ÜRÜNLERDE DİKKAT EDİLMESİ GEREKEN DİĞER HUSUSLAR Bir uydu görüntüsü sipariş etmeden önce bilmeniz diğer terimler ve hususlar aşağıdadır; Ücretlendirme: uydu görüntüleri resolusyona, çerçeve büyüklüğüne, proses edilişine ve tarihine göre fiyatlarında değşiklik gösterirler. İki farklı tip uydu görüntüsü arasında karşılaştırma yapılacaksa en iyisi km2 başına $ fiyatının hesaplanmasıdır. Üst seviyede işlenmiş bir görüntü (örneğin koordinatlara oturtulmuş bir görüntü) ham yada az işlemiş bir görüntüden daha pahallıdır. Fiyatlar ayrıca görüntünün güncelliğine göre de değişmektedir. Eski tarihli görüntüler yenilere göre daha ucuzdur. Boyutlar: Uydu görüntüleri genellikle standart boyutlarda ki bunlar çerçeve büyüklüğü (scene size) olarak adlandırılırlar, satılırlar. Bunlar da kullandığımız harita boyutlarına pek uymazlar. Bu günlerde bazı sistem operatörleri ABD- USGS in standart harita boyutları ile çalışacak şekilde veya bir şehri kapsayacak 22

23 şekilde görüntüleri satmaktadırlar. Bazı uygulamalarda ise km2 olarak sipariş verilebilmektedir. Bu tür uygulamalar kullanıcının kendisine gerekli bölgeleri almasına yarayacak ve tasarruf sağlayacaktır. Formatlar: Oldukça fazla dosya formatı sayısal uydu görüntülerinde kullanılmıştır. Burada dikkat edilecek husus; uydu görüntüsünün formatının kullandığınız veya kullanacağınız CBS (GIS) veya UA (RS) yazılımına yükleyebileceğiniz bir formatta olmasıdır. Aşağıdaki formatlar en çok kullanılan format çeşitleridir. o Band Interleaved by Line (BIL) o Band Sequential (BSQ) o Tagged Image File Format (GeoTIFF) Geotiff: Bu tür dosyalar standart TIFF dosyalar gibidir, ancak coğrafi bilgiler dosya içine gizlenmiştir. Coğrafik verilerin elde edilmesinde bir çok kaynak kullanılmaktadır. Ölçek: Sayısal uydu görüntülerinin belirli bir ölçekleri yoktur. Bununla birlikte, sayısal uydu görüntülerinden elde edilen haritaların ölçeklenmesinde ve baskısının alınmasında bir limit bulunmaktadır. Harita ölçeği görüntünün kalitesine ve spatial resoluyonuna bağlıdır. Genellikle, yüksek spatial resolusyona sahip bir görüntü daha büyük harita ölçeğine karşılık gelir. Örneğin: Kuru iklimlerde oluşmuş görüntülerin resolusyonu ve kalitesi nemli iklimlere göre daha iyi olmakta ve harita ölçeği büyük olmaktadır. Medya: Sayısal uydu görüntüleri ya sayısal görüntü dosyası yada baskı halinde satılabilir. Herbiri için değşik medya tipleri mevcuttur. Aşağıdaki listede (Tablo. III.2) bulunanlar en çok kullanılandan en aza doğru sıralanmıştır. VERİ İŞLEM TİPLERİ (Prosessing Types) Uydu görüntüleri fiziki (görsel) görünüşlerinin ve coğrafik (geometrik) doğruluklarının düzeltilmesi için işlenirler. Uydu görüntüleri sağlayanlar değişik işlem tiplerinde bu görüntüleri satabilirler. Uydu görüntüsü seçerken, kullandığınız yazılıma göre bu işlem tiplerinden birini seçebilirsiniz. Unutmamak gerekir ki aşağıda bahsi geçen işlem tipleri geneldir ve üretici firmalar genellikle kendi terimlerini veya kodlarını kullanırlar. Web sayfamızda belli başlı uyduların İşlem kodlarını her uydunun kendi sayfasında bulabilirsiniz. HAM (RAW): En düşük seviyeli işlemden geçirilmiştir. Bir çok uydu görüntüsünde ham veriler coğrafik (geometrik) ve radyometrik düzeltmeye (belli bir oranda) tabi edilmişlerdir. Böylece, algılayıcının kendisinden kaynaklanan bozulmalar (distortions) giderilmiştir. COĞRAFİK DÜZELTME (GEOMETRIC CORRECTION) Algılayıcının çekim açısı (incidence angle) ve Dünya nın dönüşünden kaynaklanan coğrafik haritalar, görüntü verisi tekrar örneklenerek giderilir. 23

24 GENEL KOORDİNATLAMA (BASIC GEOCODED) Görüntü kaydedilirken algılayıcı tarafından saptanan yer verileri, görüntüye konularak, verinin coğrafik koordinatlara oturtulması sağlanır. Genellikle görüntü müşterinin istediği projeksiyon ve datum sistemine oturtulur. TAM KOORDİNATLAMA (FULLY GEOCODED) Görüntü, haritalardan ve/veya yer kontrol noktalarından (GCP) GPS aletleriyle ölçülen koordinatlar yardımıyla koordinatlara oturtulur. Kuzey Amerika ve Avrupada bu GPS verilerine üretici firmalar sahiptir ve kolayca bu işlemi yapabilirler, ancak bir çok bölgede bu veriler üretici firmada bulunmayabilir, böyle bir durumda müşterinin nokta koordinatlarını veya haritaları sağlaması gerekmektedir. ORTOREKTİFE (ORTHORECTIFIED) Ortorektifikasyon, bilgisayarlarda yapılabilen ve görüntüdeki hem yatay hemde düşey kaymaların düzeltilmesi anlamına gelmektedir. Ortorektifikasyon için topoğrafik haritalar veya yüseklik değerleri veya sayısal yükseklik modelinin (DEM) bulunması gereklidir. Böyle bir işlemden geçmiş görüntünün kalitesi ve kullanılabilirliği oldukça arttırmaktadır çünkü görüntü bir harita ile aynı kaliteye gelmektedir. Ortho-rectified Görüntü (SPOT 10 meter SPOTView image map of Atlanta, GA.) ZENGİNLEŞTİRME (ENHANCED) Üretici firmalar bazı bilgisayar yazılımları yardımıyla görüntüleri işleyerek görüntünün kalitesini yükseltebilir ve belli özelliklerini ortaya çıkarabilir. Üreticiler tarafından en çok kullanılan zenginleştirme contrast streching dir. Bu işlemde piksellerin yansıma değerleri değiştirilerek 256 gri ölçeğin tamamını kapsaması sağlanır. Bu TV lerdeki kontrast ayarına çok benzemektedir. Böylece çok karanlıkta kalıp veya çok parlak alanlarda kaybolan yapılar ortaya çıkar. 24

25 ARŞİVLENMİŞ GÖRÜNTÜ Uydu görüntüleri en son hazırlanmış (en güncel) haritalar olarak kabul edilebilirler çünkü, düne ait yada bir önceki güne güne ait olabilirler. Ancak eski uydu görüntülerininde oldukça önemli ve değerli olduğu akıldan çıkarılmamalıdır. Özellikle değişiklik takibi (change detection) olarak adlandırılan uygulamalarda arşivlerde depolanmış uydu görüntüleri kullanılmaktadır. Bu tür projelerde eski ve yeni uydu görüntüleri karşılaştırılarak uygulama alanındaki arazi kullanımı, arazi örtüsü, yerleşim alanları, sulak alanlar gibi bölgelerdeki değişiklikler incelenir. Aşağıda; uydu görüntüleri arşivleri hakkında bilmeniz gereken bazı bilgiler verilmiştir MALİYET: Arşivlerdeki eski tarihli görüntüler genellikle yeni verilere göre daha ucuzdur. Birkaç yıl eski olan bir uydu görüntüsü bile elinizdeki haritadan veya diğer haritasal bilgilerden daha güncel olabilir. GÖRÜNTÜNÜN BULUNABİLİRLİĞİ: Arşivlerin büyüklüğü ile istediğiniz görüntüyü bulma olanağınız doğru orantılıdır. Günümüzde bir çok yeni uydu yeni olanaklarıyla hizmet vermeye başlayacaktır. Ancak, bunların arşivleri yeni olacağı için uzun zaman içinde ki değişiklikleri takip etmeye pek yaramayacaklardır. Ancak güncel amaçlı konularda kullanılabilirler. En eski uydu verilerinin Landsat MSS ve TM ( 1982 & 1978?) ve SPOT (1986) uydularına ait olduğunu ve bu nedenle en geniş arşivlere bu iki uydunun sahip olduğunu kolayca söyleyebiliriz. Bu arşivler sayesinde yıllık bir zaman aralığı için değşiklik takibi çalışması yapmak mümkündür. Farklı uyduların farklı tarihleri içeren arşivleri bulunmaktadır. Eski ABD casus uydu görüntülerinin kullanıma açılması sayesinde 1960 lı yıllara ait görüntülerde bulunabilmektedir. KAPSAMA ZAMANI (TEMPORAL COVERAGE) Günümüzden geriye doğru, belli bir uydunun yörüngeye yerleştirilmesinden itibaren algıladığı görüntüler arşivlendiği için istediğiniz yıl ve mevsime uygun görüntü bulmanız mümkün olabilir. KULLANILAN FORMAT Eski görüntüler, eskiden kullanılan formatlarda saklanmış olabilir. O nedenle sipariş verirken, sizin kullanabileceğiniz formatta olup olmadığını kontrol edin. KAPSAMA ALANI Bazı uyduların kapsama alanı belirli bölgelerle sınırlı olabilir. Kuzey Amerika ve Avrupa Bölgeleri çok sıklıkla görüntülenmiş olabilir ancak bu bölgelerin dışında kalıyorsanız, arşivleri iyice incelemeden görüntüyü bulabileceğinizden emin olmamalısınız. ARŞİVLERDE ARAMA YAPMAK Bir çok uydu operatörü, arşivlerini internet üzerinden araştırmaya yapmaya olanak veren sistemler geliştirmişlerdir. Genelde, aradığınız bölgenin koordinatlarına, tarih aralığına ve bulutluluk oranına göre arama yapmanız mümkün olmaktadır. Bir çok arama motoru da size görüntünün niteliği hakkında bilgi verebilecek Quicklook olarak adlandırılan düşük resolusyonlu ön görüntüler sağlayabilirler. Satın almadan önce bu görüntülere bakıp sipariş verebilirsiniz. 25

26 Arşiv Görüntü:Çevresel Değişimin İzlenmesi (Megna River) TABLO III. ARŞİV GÖRÜNTÜ VEYA YENİ GÖRÜNTÜ SEÇİMİ Aşağıdaki kiriterleri göz önüne alarak yeni tarihli bir uydu görüntüsümü yoksa arşiv görüntüsüne mi ihtiyacınız olduğunu anlayabilirsiniz. Arşivlenmiş (eski tarihli) uydu görüntüsü ara şayet; * Güncel bir uydu görüntünüz varsa ve değşiklik takibi çalışması yapmak istiyorsanız * Şehirleşme ve bitki örtüsündeki güncel değişiklikler sizin için önemli değilse * Eğer jeolojik yapı veya başka fiziksel özellikle (kısa zamanda değişmeyen) ile ilgiliyse * Görüntüye hemen ihtiyacınız varsa ve uydunun bir sonraki gecişine kadar bekleyemeyecekseniz * Gecmiş birkaç ay içerisinde toprak yüzeyinde ki değişiklikler projenizi etkilemeyecek ise Yeni çekilmiş veya çekilecek bir görüntü sipariş edin eğer; * Güncel bilgiler gerektiren, yol haritaları, otoban durumları, şehir gelişimi ve arazi kullanımı gibi çalışmalar yapacaksanız. * Taranmış veya sayısallaştırılmış haritaları güncellemek istiyorsanız * Arşiv görüntüsü ile birlikte kullanarak değişiklik takibi yapmak veya büyüme hızı ile ilgili projelerde çalışıyorsanız. * Orman veya ekin alanlarının sağlığını takip etmek istiyorsanız * Bir doğal afet sırasında veya sonrasındaki son durumu tespit etmek istiyorsanız 26

27 BÖLÜM V GÖRÜNTÜDEN BİLGİ EDİNMEYE YARAYAN YAZILIMLAR Uydu görüntülerinin görsel olarak yorumlanabilmesinde yazılımların büyük katkıları vardır. İşte bir sebeb; standart bir uydu görüntüsü rengin 256 tonuna sahiptir (8bit veride). İnsan gözü ise bunlardan sadece 32 sini ayırt edebilir ve bu nedenle çok büyük bir veri miktarı kullanılamaz. Bir çok yazılım paketleri, sayısal uydu görüntüsünden anlamlı bilgiler çıkarmaya, yorumlamaya, analiz yapma ve zenginleştirme işlemlerinin yapılmasını mümkün kılarlar. İlk başlarda oldukça pahallı ve çok karmaşık işlemler gerektiren bu yazılımlar günümüzde, normal masa üstü bilgisayarlarda, çok az eğitim alarak, bu yazılımları kullanmak mümkün olmaktadır. Ayrıca belli endüstriler örneğin; madencilik,ormancılık ve şehir planlama için geliştirilmiş özel yazılımlar da mevcuttur. Aşağıda bu tip yazılımlardan 4 çeşidini bulacaksınız; RASTER GÖRÜNTÜLEME: Adından da anlaşılacağı gibi bu tür yazılımlar öncelikli olarak grafikleri ve görüntüleri (image) işlemek için kullanılırlar. Bu yazılım paketleri genellikle taranmış veya sayısallaştırılmış fotoğrafların kalitesinin yükseltilmesinde kullanılırlar. Yada sayısal uydu verilerinin elle yorumlanmasını kolaylaştırmak için renk ve kontrast ayarlarının yapılmasında kullanılırlar. MASAÜSTÜ HARİTA YAPIMI: Bu tür yazılımlar, sadece yazılı bilgi olarak sunulabilen iş veya çevresel gibi coğrafik bilgileri harita üzerinde görüntülemek için kullanılırlar. Bir masaüstü haritalama yazılımı, basit görüntü zenginleştirme fonksiyonlarını yapabilir ve kullanıcının coğrafik veriyi uydu görüntüsü üzerinde görüntüleyebilir. UYDU GÖRÜNTÜSÜ İŞLEME: Ticari uydu görüntü işleme yazılımları oldukça güçlü hale geldiler ve kullanımlarıda kolaylaştı. Görüntü işleme yazılımları çok karmaşık zenginleştirme işlemlerini yaparak, isteğinize bağlı olarak görüntüdeki özellikleri ortaya çıkarırlar. Büyük bir olasılıkla, görüntü işlemede en değerli işlem, görüntüyü, benzer arazi örtüsüne ve/veya kullanımına göre sınıflanması işlemidir. Bu işlem sınıflandırma (classification) olara adlandırılır. Bir çok görüntü işleme paketi size uydu görüntüsünü diğer bir uydu, SAR (radar) görüntüsü veya hava fotoğrafıyla kaynaştırmanıza, jeolojik veya jeofizik verilerle birlikte kullanmanıza izin verir. İsterseniz CBS (GIS) vektör verilerinizi (yollar, parseller vs) de bu görüntülerle birlikte kullanabilirsiniz. COĞRAFİK BİLGİ SİSTEMLERİ (ÇBS veya GIS) ÇBS sayısız raster ve vektör verileri görüntülemenenizi, aralarındaki ilişkiyi sorgulamanıza izin verir. Bir uydu görüntüsü ÇBS ortamında genellikle iki şekilde kullanılır. Öncelikle, altlık olarak kullanıldığında diğer tabakaların ortak bir perspektiften değerlendirilmesini sağlar. İkinci olarak uydu görüntüsünde tanımlanabilen ve yerleştirilebilen objeler ÇBS verilerine ilave edilirler yani kaynak oluştururlar. 27