FOTOGRAMETRİ ANABİLİM DALI. Prof. Dr. Ferruh YILDIZ

Transkript

1 FOTOGRAMETRİ ANABİLİM DALI Prof. Dr. Ferruh YILDIZ

2 LİDAR TEKNİKLERİ

3 LIGHT Detection And Ranging RADAR a benzer ancak elektromanyetik dalganın kızıl ötesi boyunu kullanır.

4 LIDAR: Konumlama ( GPS ) Inersiyal Teknoloji ( IMU ) Laser ile mesafe ölçümü Sayısal Görüntüleme ( S/B-RGB-NIR) gibi güncel bazı teknolojilerin hızlı, etkin ve ucuz ölçme sonuçları verecek şekilde bir entegrasyonudur.

5 Hız y z x x y z Dönüklükler Açı θ mesafe r Konumu biliyorsak x, y & z Konumu x, y & z hesaplayabiliriz

6 GNSS uyduları GNSS Alıcıları Baz İstasyonu

7 Topoğrafik LiDAR Geniş Alan Sistemleri Güzergah Haritalama Sist. Batimetrik LiDAR

8 Geniş Alan Lidar karekteristikleri Sabit_kanatlı platform Yüksek Uçuşla veri toplama Büyük Tarama genişliği Düşük Nokta Yoğunluğu Düşük çözümleme gücü Düşük Düzeyli Doğruluk Göz İçin Güvenli olmayan Laser

9 Karekteristikleri Helikopter platformu Düşük Yükseklikten veri toplama Dar Tarama Genişliği Yüksek Nokta Yoğunluğu Yüksek Çözümleme Gücü Yüksek Düzeyli Doğruluk Göz İçin Güvenli Laser

10 LIDAR Sistemleri genellikle Lidar ile toplanan bilgileri tamamlayıcı bazı faydalı algılayıcılar ile birlikte görev yaparlar. Sayısal Görüntüleme Video Fotoğraf Kamerası

11 Ortofoto Kızıl Ötesi Kamera

12 Temel Harita Üretimi Lidar DEM (Sayısal Arazi Modeli ); Orto Rektifikasyon, Kritik Arazi Arızaları ile destekli olarak Münhani üretimi. Sel Baskınlarının Haritalanması Lidar verileri; Sel Baskını Zarar Analizleri, Hidrolojik ve Hidrolik Modelleme. Doğal Kaynak Yönetimi Lidar verileri; Ağaç Yükseklikleri, Kereste Hacmi, Maden Sahalarında hacim hesaplarında etkin şekilde kullanılır.

13 Ulaşım ve/veya Altyapı Güzergahlarının haritalanması Lidar verileri; Yeni Ulaşım ve alt yapı projelerinin tasarım ve uygulamalarında kullanılır. Şehir Modelleme Lidar verileri ile hazırlanacak 3B Sayısal Arazi (DTM) ve Sayısal Yüzey Modelleri (DSM) Kentsel Planlama, Görüş analizleri vb amaçlar için kullanılabilir.

14 Enerji Nakil Hatları Lidar verileri; tasarım, yeniden inşa ve termal izleme analizleri için kullanılır. PLS CADD gibi yazılımlar ile uyumludur. Demiryolları Lidar verileri mühendislik tasarımları, Tren Kontrolları için izleme verilerinin elde edilmesinde kullanılır. Karayolları Lidar verileri karayolu tasarımında doğru veri temin etmede kullanılır. Sulama Özellikle Yüksek yükseklik doğruluğu gerektiren sulama projelerinde topoğrafik harita üretimi, tasarım ve uygulama amacıyla kullanılır.

15 LiDAR Nokta Bulutu Çekici bir veridir ancak pek çok müşteri için kullanışsızdır. Doğruluk Beklentisi; veri toplamada kullanılacak LiDAR sistemi türünü belirler. Ham LiDAR veri kümesi çok büyük olup Filtreleme Sayısallaştırma Vektöre Dönüştürme Doğruluk ihtiyaçlarına bağlı olarak yönetilebilir veri kümesi elde edilir.

16 PULSE TARAYICI TAMDALGA BOYLU TARAYICI Tam dalga boylu (Full Wave Form=FWF) tarayıcı; Nokta kümesi çok yoğundur. İşlem süreci uzundur ve halen bazı problemler taşımaktadır. Ancak doğruluğu fazla, içeriği zengindir. Pulse tarayıcı : Sınırlı Kullanıcı müdahalesi ile çalışabilir, Problemleri yok denecek kadar azdır. Doğruluğu, FWF ye göre düşüktür.

17 LİDAR KAVRAMLARI Tüm Lidar Sistemleri Temelde Aynıdır. Lidar Ölçme İşlerinde Nokta yoğunluğunun Fazla Olması her zaman iyidir. Lidar Nokta Yoğunluğu : Laser Pulse (Atım) kaynağının, Veri Toplama Yüksekliğinin, Laser Platformu Hızının, Laser Tarama açısı genişliğinin Bir fonksiyonudur

18 LiDAR verilerinin ağaçların yapraksız olduğu dönemlerde toplanması ideal çözümdür. Ancak bazı LIDAR dalgaları ağaçların engellemesine rağmen yere ulaşırlar, Örtülü alanlardaki performans Yüksek Nokta Yoğunluğu, Küçük Laser Nokta Büyüklüğü, Çoklu yansıma yeteneği ile optimize edilir. Bununla birlikte sınırlamalar vardır.

19 Örtülü Alanlarda Çoklu Yansıma 1 2 3

20 Vegetated 1Full 4th 2 st 3 nd rd Returns Filtered ROW Ground Set

21 Her yansıma: Milyonlarca X,Y,Z konumu 1600 X 1200m. lik bir alanda ~ 440,000 yansıma var

22 Lidar İle Sayısal Arazi Modelleme

23 Lidar ca algılanan 3B Bilgi

24 Düşey Bakış Eğik Bakışa göre Yeryüzünden çok daha fazla yansıma, Bu nedenle eğim açısı sınırlıdır. Aynı problem yerleşim alanlarında bakış gölgelemesi nedeniyle daha etkindir. Bakış Gölgelemesi

25 Z -şeklinde Paralel hatlar Eliptik tarama

26 m Proje Alanı Uçuş Hatları GPS referans istasyonu kontrol alanı Doğrudan Jeodezik konumlandırmayı desteklemek üzere çapraz uçuşlar önerilmektedir.

27 Kolon Bindirmeleri Kolon Bindirmeleri Ölçülemeyen Noktalar

28

29

30 Halen Mevcut Problemler var, Düzelteme gerekli BAE Systems

31 Yükseklik

32 Laser Mesafe ölçümü: +/- 5cm Düşük Uçuş Yükseklikleri için Tarayıcı açıları +/ IMU ( Kappa ve fi) : +/ IMU Omega : +/ Kinematic GPS konumu: +/ cm (relatif yer kontrol noktalı +/- 5cm) Kontrol alanları ile geliştirme mümkün

33 LASER TARAMA : İlk ve Son Yansıma veya Çoklu yansıma (FULL WAVE) yöntemleri ile; doğru ve sık örnekleme aralıklı Sayısal Yükseklik Modeli, Bitki örtüsü ve Yapı bilgileri üretimi için kullanılan bir yöntemdir Eğer çok yoğun bir orman yok ise; Son Yansıma = Çıplak Yeryüzüdür. Zayıf obje kontrastlığının etkisi yoktur. Çöllerdeki kuruluk sorun yaratmaz

34 LASER TARAMA; Yalnızca Nokta bulutu bilgisi içerir, yapı bilgisi yoktur, Orto görüntü veya harita üretimi için ek görüntü gerekir. Sınırlı tarama genişliği nedeniyle hava fotoğrafçılığına göre pahalı ancak hızlı bir yöntemdir.

35 LİDAR (Yorumlar) LiDAR, Geleneksel ölçme tekniklerinin yerini alıyor mu? LiDAR genel olarak geleneksel ölçme tekniklerinin yerini almayacaktır. Klasik ölçmeler başta inşaat işleri olmak üzere kullanılacaktır.

36 LiDAR, her hava koşulunda uygulanabilir mi? LIDAR ın fotogrametriye göre daha az sınırlamaları olmasına rağmen yine de var. Hedef; Yakın Kızıl Ötesi Banttaki Işığı yansıtabilmelidir. Karla Kaplı bir ortamda iyi çalışmamaktadır Doğruluğu azalmış bir veri kümesi Ölçmeler Karın yüzeyinden olacak Fotoğraf gerekli ise zayıf kalitede olacak Yağmur, sis, kar gibi durumlarda iyi çalışmaz. Rüzgarlı havalarda planlanan uçuş koridorlarında uçmak zordur.

37 LİDAR (Yorumlar) LiDAR doğru projelerde doğru sonuçlar verir Hızlı Veri Toplama Hızlı Veri İşleme Hedefin yanına gitmeye gerek yok Hava koşullarına fotogrametriden daha az bağlı Fotoğraf gerekmiyor ise Gece Operasyonlarına uygun

38 LİDAR SUNU SONU