Uydu Görüntüleri ve Kullanım Alanları

Transkript

1 Uydu Görüntüleri ve Kullanım Alanları Tanım, Tarihçe ve Kullanım Alanları Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ GEOMATİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ FOTOGRAMETRİ ANABİLİM DALI SUNULARI JDF 904 Uydu Görüntüleri ve Kullanım Alanları Ders Notları /marangoz.htm

2 DERS İÇERİĞİ Uzaktan Algılama Teknolojisi Giriş Tanımlar Tarihçe Kullanım Alanları Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 2

3 GEOMATİK (HARİTA) MÜH. BİLİMİ Geomatik (Harita) Mühendisliği, mekanın tasarlanmasına yönelik bilgilerin yeryüzünden veya havadan (uçaktan uydudan) elde edilmesi ve sunulması ile ilgili bir bilim koludur. Yersel Ölçümler (1m-5m) Uçaktan Algılama Yapan Sistemler Alçaktan Uçuş Verileri (300m 3km) Uzaydan Algılama Yapan Sistemler Kutupsal Yörüngeli (600km-1000km) Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 3

4 GİRİŞ, UZAKTAN ALGILAMANIN TANIMI Uzaktan Algılama, bir temas olmaksızın, algılayıcı sistemleri kullanarak yeryüzü hakkında bilgi elde etme sanatı ya da bilimidir. Uzaktan Algılama teknolojileri yer yüzeyinden yansıyan ve yayılan enerjinin algılanması, kaydedilmesi, elde edilen materyalin bilgi çıkarmak üzere işlenmesi ve analiz edilmesinde kullanılır. Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 4

5 GİRİŞ, UZAKTAN ALGILAMANIN TANIMI Kutupsal Yörüngeli (600km 1000km) Uzaktan Algılama Uyduları Landsat 7 Aster Kometa (TK-350) Spot 5 Ikonos - VİDEO QuickBird) Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 5

6 GİRİŞ, UZAKTAN ALGILAMANIN TANIMI Kutupsal Yörüngeli (600km 1000km) Uzaktan Algılama Uyduları Landsat 7 Aster TK-350 Kompsat - 1 IRS 1C Spot 5 Ikonos QuickBird Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 6

7 GİRİŞ, UZAKTAN ALGILAMANIN TANIMI Kutupsal Yörüngeli (600km 1000km) Uzaktan Algılama Uyduları (173x183)km (60x60)km (16.5x16.5)km (11x11)km (8x8)km Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 7

8 GİRİŞ, UZAKTAN ALGILAMANIN TANIMI Zonguldak iline ait QuickBird görüntüsünün bir bölümü (1x1)km Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 8

9 UZAKTAN ALGILAMANIN TARİHSEL GELİŞİMİ İnsanoğlu bir nesneyi tanımlamak istediğinde öncelikle nesneyi görür, şekli ve büyüklüğü hakkında ön bilgi toplar, ardından eğer daha önce nesne konusunda bilgilendirilmişse; bilgileri ile gözlemlerini karşılaştırır, eğer nesne ona ulaşabileceği bir uzaklıkta ise dokunarak, vb., diğer duyu organlarını kullanarak nesne hakkında daha kesin bilgiye sahip olur. Aslında bu eylemler dizgesi farklı algılama türlerinden oluşur. Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 9

10 UZAKTAN ALGILAMANIN TARİHSEL GELİŞİMİ Bilinen ilk hava fotoğrafı, Paris Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 10

11 UZAKTAN ALGILAMANIN TARİHSEL GELİŞİMİ Balondan hava fotoğrafı Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 11

12 UZAKTAN ALGILAMANIN TARİHSEL GELİŞİMİ Uçurtma ile çekilen ilk hava fotoğrafı, Fransa Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 12

13 UZAKTAN ALGILAMANIN TARİHSEL GELİŞİMİ Julius Neubronner posta güvercinlerinin göğsüne monte edilen 70 gr kameranın patentini almıştır (1903) Kuşlar doğru bir hat boyunca uçup geri dönmek için eğitilip kameralar 30 sn.lik aralıklarla görüntüler almıştır Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 13

14 UZAKTAN ALGILAMANIN TARİHSEL GELİŞİMİ 1906 yılında Lawrence, 9-17 adet arası uçurtma sistemleri kullanarak 22,3 kg ağırlığındaki büyük kamerayı yüksek mesafelere çıkararak resimler çekmiştir. Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 14

15 UZAKTAN ALGILAMANIN TARİHSEL GELİŞİMİ 1908 de, Wilbur Wright ve yolcusu L. P. Bonvillain uçaktan ilk hava fotoğrafını çekmişlerdir. Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 15

16 UZAKTAN ALGILAMANIN TARİHSEL GELİŞİMİ II. Dünya savaşının sonlarında uçaklardan çekilen hava fotoğraflarının keşif amaçlı kullanımı büyük önem kazanmıştır. Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 16

17 UZAKTAN ALGILAMANIN TARİHSEL GELİŞİMİ Hava Fotoğrafının çekilmesi ile başlayan Uzaktan Algılama Tekniği, 1957 yılında SPUTNIK-1 ile başlayan Uzay Çağı, 1972 yılında LANDSAT uydusunun fırlatılması ile devam etmiş ve günümüze dek uzanmıştır. Günümüzdeki gelişmeler ise kelimenin tam anlamı ile baş döndürücüdür. Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 17

18 UZAKTAN ALGILAMANIN TARİHSEL GELİŞİMİ Uzaktan algılamanın ilk kullanım alanı askeri amaçlı olmuştur. Daha sonra uzaktan algılama uydularının da fırlatılması ile askeri amaçların yanı sıra yeryüzü hakkında bilgi toplama amacı da ortaya çıkmıştır. Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 18

19 UZAKTAN ALGILAMANIN TARİHSEL GELİŞİMİ Özellikle; bitkilerin gelişiminin izlenmesi, meteorolojik gözlemlerin yapılması, su kaynaklarının belirlenmesi, doğal felaketlerin izlenmesi gibi incelemeler uzaktan algılama teknolojisi kullanılarak yapılmaya başlanılmıştır. Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 19

20 UZAKTAN ALGILAMAYA GEREKSİNİM Dünyadaki doğal kaynakların hızla artan nüfus ile birlikte azalması; çevre kirliliği, beslenme, yeni yerleşim alanlarının bulunması, kaynakların etkin bir şekilde kullanılması gibi sorunları gündeme getirmiştir. Uzaydan yapılan gözlemlerle yani uydu görüntüleri ile yeryüzü küresel bir ölçekte gözlenebildiğinden, söz konusu sorunların çözümlenebilmesine yönelik güncel, ekonomik ve hızlı veri elde edilebilmektedir. Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 20

21 UZAKTAN ALGILAMANIN AVANTAJLARI Geniş alanların görüntülenmesi olanağı Zamandan tasarruf Doğru bilgiye kısa sürede ulaşım Hızlı veri aktarımı Veri depolama Bilgisayar ortamında çalışma olanağı Aynı görüntünün birçok amaca yönelik kullanımı Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 21

22 UZAKTAN ALGILAMANIN BİLEŞENLERİ Uzaktan Algılama uygulamaları iki temel aşamadan oluşur. Bunlar "Veri Elde Etme" ve "Veri İşleme" aşamalarıdır. Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 22

23 UZAKTAN ALGILAMANIN BİLEŞENLERİ - Verinin Elde Edilmesi Enerji Kaynağı (A): Hedefe bir kaynak tarafından enerji gönderilmesi gerekmektedir. Bu kaynak hedefi aydınlatır veya hedefe elektromanyetik enerji gönderir. Optik uydular için enerji kaynağı güneştir, ancak radar uyduları kendi enerji kaynaklarını üzerlerinde taşır ve elektromanyetik enerji üreterek hedefe yollarlar. Işınım ve Atmosfer (B): Enerji, kaynağından çıkarak hedefe yol alırken atmosfer ortamından geçer ve bu yol boyunca bazı etkileşimlere maruz kalır. Hedef ile Etkileşim (C): Atmosfer ortamından geçen elektromanyetik dalga, hedefe ulaştığında hem ışınım hem de hedef özelliklerine bağlı olarak farklı etkileşimler oluşur. Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 23

24 UZAKTAN ALGILAMANIN BİLEŞENLERİ - Verinin Elde Edilmesi Enerjinin Algılayıcı Tarafından Kayıt Edilmesi (D): Algılayıcı hedef tarafından yayılan ve saçılan enerjiyi algılar, ve buna ilişkin veri kayıt edilir. Verinin İletimi, Alınması, ve İşlenmesi (E): Hedeften toplanan enerji miktarına ait veri algılayıcı tarafından kayıt edildikten sonra, görüntüye dönüştürülmek ve işlenmek üzere bir uydu yer istasyonuna gönderilir. Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 24

25 UZAKTAN ALGILAMANIN BİLEŞENLERİ - Verinin Elde Edilmesi Yorumlama ve Analiz (F): Görüntü görsel, dijital ve elektronik işleme teknikleri ile zenginleştirilir, analiz edilir ve nicel sonuçlar elde edilecek veriye sahip olunur. Uygulama (G): İşlenmiş veriden bilgi çıkarılır, bazı sonuçlara ulaşılır. Ayrıca elde edilen sonuçlar, başka veri kaynakları ile birleştirilerek kullanılabilir. Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 25

26 UZAKTAN ALGILAMANIN BİLEŞENLERİ - Verinin Elde Edilmesi Aktif ve Pasif UA Görüntüleme sistemleri pasif veya aktif sistemler olabilir: (1) Pasif Sistemler: Pasif sistemler yeryüzünün doğal yayılım enerjisi veya güneş enerjisinin yansıtımını algılayan optik, ısıl ve mikrodalga algılayıcılardır. (2) Aktif Sistemler: Aktif Sistemler kendi enerji kaynaklarını kullanırlar. Hedefe ürettikleri elektromanyetik dalga sinyallerini yollar ve hedeften saçılan enerjiyi algılarlar. Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 26

27 UZAKTAN ALGILAMANIN KULLANIM ALANLARI Denizlerin ve buzulların gelişimlerinin incelenmesinde kullanılır, Okyanuslardaki rüzgar hızının ve yönünün belirlenmesinde kullanılır, Hava tahminlerinde kullanılır, Orman alanlarında hastalıklı ağaç gruplarının saptanmasında kullanılır, Diğer gezegenlerin haritalanmasında kullanılır, Şehir ve bölge planlamasında kullanılır. Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 27

28 UZAKTAN ALGILAMANIN KULLANIM ALANLARI Veri Entegrasyonu Veri entegrasyonu farklı kaynaklardan elde edilen bilgilerin daha iyi ve daha çok bilgi elde etmek üzere birleştirilmesidir. Bu kapsamda çok-zamanlı, çokçözünürlüklü, çok-algılayıcılı veri kombinasyonları kullanılabilir. Bir uzaktan algılama veri setinin sınıflandırılmış harita formatında olan sonuçları, başka bir veri kaynağı olan Coğrafi Bilgi Sistemlerini (CBS) güncelleştirmede kullanılabilir. Farklı veri setlerini ve kaynaklarını bir arada kullanmak çok daha iyi sonuçlara ulaşmak için iyi bir yaklaşımdır. Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 28

29 UZAKTAN ALGILAMANIN KULLANIM ALANLARI Veri Entegrasyonu CBS, konumsal veri ve ilişkili bilgilerin toplandığı, depolandığı, görselleştirildiği, yönetildiği, analiz edildiği ve sorgulandığı, veri, bilgisayar donanım ve yazılımından oluşan bir sistemdir. Yeryüzünü modellemek üzere kullanılan bu sistemde belirli veri grupları (örn. yollar, binalar) farklı katmanlarda tutulur. Bu katmanlarda tutulan her grafik gösterim gerçek dünyada o objenin konum, koordinat ve şekil özelliklerini taşır ve veri tabanında da temsil ettiği nesneye ait bilgiler ile ilişkili olarak saklanır. Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 29

30 UZAKTAN ALGILAMANIN KULLANIM ALANLARI Veri Entegrasyonu Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 30

31 GELECEK HAFTA: Uydu Görüntüleri ve Özellikleri Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 31

32 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 Uzaktan Algılamaya Giriş Ders Notları, Doç. Dr. Semih EKERCİN, Aksaray Üniversitesi, Harita Müh. Bölümü, 2011 Uydu Görüntülerinden Kentsel Ayrıntıların Nesne-Tabanlı Sınıflandırma Yöntemiyle Belirlenmesi ve CBS Ortamında Bütünleştirilmesi, Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ, Danışman: Prof. Dr. Zübeyde ALKIŞ, Doktora Tezi, YTÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, Jeodezi ve Fotogrametri Müh. ABD, Uzaktan Algılama ve CBS Programı, Ekim 2009 Yüksek Çözünürlüklü Uydu Görüntülerinden Kentsel Ayrıntıların Nesne-Tabanlı Sınıflandırma Tekniğiyle Otomatik Olarak Belirlenmesi ve Coğrafi Bilgi Sistemi (CBS) Ortamında Bütünleştirilmesine Yönelik Araştırma, Yrd. Doç. Dr. Serkan KARAKIŞ, Yüksek Lisans Tezi, ZKÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, 2005 Uzaktan Algılama Ders Notları, İTÜ İnşaat Fak. Geomatik Müh. Böl. Uzaktan Algılama ABD Sunuları. Uzaktan Algılamada Görüntüleme Sistemleri, Yrd. Doç. Dr. Hüseyin TOPAN, ZKÜ Müh. Fak. Jeodezi ve Fot. Müh. Bölümü, Bölüm içi Semineri, 2007 Uzaktan Algılama Kitabı, İşlem GIS, Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 32