Uzaktan Algılama Teknolojileri

Transkript

1 Uzaktan Algılama Teknolojileri Ders 7 Aktif Alıcılar ve Uygulamaları (SONAR, RADAR, SAR, LiDAR) Alp Ertürk alp.erturk@kocaeli.edu.tr

2 SONAR (SOund Navigation And Ranging) Ses dalgaları ölçümüne dayanır Pasif veya aktif şekilde olabilir Pasif sonar daha çok denizaltılarda, aktif sonar ise gemilerde kullanılır

3 SONAR

4 SONAR Gönderilen ses darbesi (ya da ping ) genel olarak işaret üretici, güç yükseltici ve elektro-akustik dönüştürücü/dizi ile üretilir. Işınoluşturucu (beamformer) ile odaklanır Hızı bilinen ses darbesinin cisimden yansıyarak geri gelmesi için geçen süre ölçülür, cismin mesafesi tespit edilir

5 SONAR Birden fazla hidrofon kullanılarak yansıyan ses darbesinin farklı konumlarındaki varış süresi / genlik ölçülerek 3 boyutlu yapı çıkarılabilir Tarama işlemi ile daha geniş bir alan algılanabilir

6 SONAR Askeri Uygulamalar: Denizaltı tespiti Gemi tespiti Torpido tespiti Deniz mayını tespiti Denizaltı navigasyonu Dalgıç tespiti

7 SONAR Sivil Uygulamalar: Balık sürülerinin tespiti Balık ağı tespiti Resif tespiti Batık tespiti Su altı yüzeyi çıkarımı Boru hattı tespiti

8 SONAR Famous finds

9 SONAR Famous finds

10

11

12 SONAR

13 SONAR

14 SONAR

15 SONAR Karşı önlemler Daha yüksek ses üretecek veya farklı yansıma verecek gönderilen nesneler (aktif önlemler) İmza tabanlı Patlama yapısında Baloncuk bulutu Ses-soğurucu kaplama

16 RADAR (RAdio Navigation And Ranging) Radyo dalgaları veya mikrodalga gönderilmesi sonrası alıcıya ulaşan yansıma ölçümüne dayanır (300MHz-30GHz)

17 RADAR Birçok metal türü, deniz suyu ve ıslak yüzeyler elektrik iletkenlikleri ile yüksek radar işareti yansıması verir Radar işaretlerinin ortam tarafından soğurulmaları az olduğu için uzak mesafelerdeki nesne tespitine uygundur Sis, bulut, yağmur, kar gibi görünür ışığı engelleyen hava koşullarına karşı gürbüzdür Hedefi gizleyen toprak, su veya duvar gibi engelleri aşabilir

18 RADAR Radar görüntülerindeki her piksel sahnede o alan için radar geri-saçılımını temsil eder Görüntüdeki bir pikselin parlaklığı yüksekse, o alandan yüksek geri-saçılım olmuş demektir Geri-saçılım, ilgili alandaki saçıcı nesne boyutuna, nemliliğe, atımların polarizasyonuna, gözlem açılarına ve kullanılan dalgaboyuna bağlıdır

19 RADAR Genel olarak, görüntüdeki geri-saçılım ne kadar parlaksa, gözlemlenen alan o kadar pürüzlüdür. Düz alanlar (örneğin yollar) az saçılımdan dolayı karanlık görülür. Radarın ulaşmadığı yüzeyler, örneğin binaların veya dağların arkaları karanlık görünür Bitki örtüsü gri tonlarında görünür. Radar yönüne dönük yüzeyler daha aydınlık görünür Not: Yansımalar dolayısıyla diğer alanlar da parlak görünebilir. Örneğin yoldan saçılan radar dalgası binadan yansıyarak alıcıya geliyorsa

20 RADAR

21 RADAR Askeri Uygulamalar: Uçak tespiti Füze tespiti ve anti-füze sistemleri Gemi tespiti Askeri araç tespiti Güdümlü güze

22 RADAR Sivil Uygulamalar: Hava ve deniz trafiği kontrolü Astronomi Meteoroloji Altimetri ve uçuş kontrol Jeolojik gözlemler Trafik hız kontrolü

23 RADAR Karşı önlemler Yansıma azaltıcı tasarım (örn. Stealth uçaklar) Yansıma azaltıcı malzeme Radar sinyalleri yayıcı (jammer) Radar eko geciktirici

24 SAR (Synthetic Aperture RAdar) Radar açıklığı (aperture) (anten boyutu ) arttıkça görüntüdeki uzamsal çözünürlük artar SAR sistemlerinde, anten hareketli durumdadır. Bu sayede, fiziksel olarak küçük olan bir antenle de yüksek uzamsal çözünürlük elde edilebilir

25 SAR Radar haraket ettikçe, her konumda bir darbe gönderilir. Dönen yansımalar (echo) depolanır Radar hareket halinde olduğu için, dönen yansımalar Dopplerkaymalıdır Radarın görüntülenen sahneye göre hareketini hassas olarak bilmek gerekir Doppler-kaymalı frekanslar referans frekansı ile karşılaştırılarak birçok dönen işaret tek noktaya odaklanır. Böylece o nokta için antenin uzunluğu artırılmış etkisi yaratılır

26 SAR Birçok metal türü, deniz suyu ve ıslak yüzeyler elektrik iletkenlikleri ile yüksek radar işareti yansıması verir Ortam tarafından soğurulmaları az olduğu için uzak mesafelerdeki nesne tespitine uygundur Hava koşullarına karşı gürbüzdür Hedefi gizleyen toprak, su veya duvar gibi engelleri aşabilir Hava platformları için, 3cm ye varan uzamsal çözünürlükler elde edilebilmektedir.

27 RADAR-SAR

28 RADAR-SAR

29 RADAR

30 LiDAR (Light Detection and Ranging) Belirli bir dalgaboyunda ışık (lazer ışığı) gönderilip yansımanın geri alınmasına dayanır UV, VIS, NIR, SWIR (250 nm 10um) Hedeflenen nesne (metalik olmayan nesneler, kayalar, yağmur, kimyasallar, aerosol, bulut,...) türüne göre dalgaboyu seçilir 30cm ye kadar uzamsal çözünürlükler elde edilebilir (dalgaboyuna ve diğer kıstaslara bağlı) Geri saçılıma göre Rayleigh, Mie, Raman, Na/Fe/K Fluorescence LiDAR

31 LiDAR Askeri Uygulamalar: Hedef tespiti Mesafe tespiti

32 LiDAR Sivil Uygulamalar: Ormancılık Şehir planlama / haritalama Tarım Jeodezi - Jeoloji Arkeoloji Sismoloji

33 LiDAR

34 LiDAR

35 LiDAR

36 LiDAR

37 LiDAR

38 Sorular?????