Uzaktan Algılama Teknolojileri

Ebat: px

Şu sayfadan göstermeyi başlat:

Download "Uzaktan Algılama Teknolojileri"

Bora Akdemir
8 yıl önce
İzleme sayısı:

1 Uzaktan Algılama Teknolojileri Ders 3 Uzaktan Algılama Temelleri Alp Ertürk [email protected]

2 Elektromanyetik Spektrum

3 Elektromanyetik Spektrum Görünür Işık (Visible Light) Mavi: ( nm) Yeşil: ( nm) Kırmızı: ( nm)

Elektromanyetik Spektrum Kızılötesi (Infrared - IR): 700 nm 1 mm Yakın kızılötesi (Near Infrared - NIR): (700 1000 nm) Kısa dalgaboyu

4 Elektromanyetik Spektrum Kızılötesi (Infrared - IR): 700 nm 1 mm Yakın kızılötesi (Near Infrared - NIR): ( nm) Kısa dalgaboyu (Short Wave IR - SWIR) ( nm) Orta dalgaboyu (Middle Wave IR - MWIR) ( nm) Uzun dalgaboyu (Long Wave IR LWIR) ( nm)

5 Elektromanyetik Spektrum Kızılötesinin bulunuşu: Cosmos: A Space-Time Oddsey Episode 5 17:35 21:45

6 Elektromanyetik Spektrum

7 Elektromanyetik Spektrum Radyo Dalgaları:

8 Elektromanyetik Spektrum Mikrodalga (MW):

9 Elektromanyetik Spektrum Kızılötesi (Infrared - IR): 700 nm 1 mm

10 Elektromanyetik Spektrum Görünür Işık (Visible Light): 400 nm 700 nm

11 Elektromanyetik Spektrum Morötesi Işık (Ultraviolet Light): 10nm 400 nm

12 Elektromanyetik Spektrum X Işınları (X-Rays):

13 Elektromanyetik Spektrum Gamma Işınları (Gamma Rays):

14 Elektromanyetik Spektrum Dalgaboyları ve bilgi: Cosmos: A Space-Time Oddsey Episode 5 41:20 43:00

15 Diyalog

16 Güneş Işınımı Güneşteki nükleer füzyon reaksiyonları sonucu ortaya çıkan enerjinin elektromanyetik enerji olarak iletilmesidir

17 Güneş Işınımı Güneş ışınımının enerjisi, 5800 K (5526 C) sıcaklıkta siyah cisim (blackbody) davranışına yakındır Siyah cisimler ısı enerjisini ışınım enerjisine dönüştürür Planck Yasası, belirli bir sıcaklıktaki siyah cismin spektral ışınımını tespit etmek için kullanılır:

18 Işınımlar (Logaritmik ölçekte)

19 Güneş Işınımı

20 Güneş Işınımı

21 Işıma ve Yansıma (Radiance & Reflectance) Işıma: Bir kaynak alanı A dan θ yönünde, α açısıyla ayrılan elektromanyetik ışınım akısı. Birimi Wm 2 sr 1

22 Işınım ve Yansıma (Radiance & Reflectance) Yansıma: Yansıyan ışımanın gelen ışımaya belirli bir dalgaboyu aralığında bölünmesi ile elde edilir. Başka bir deyişle, dalgaboyuna, geometriye ve malzemenin doğasına bağlıdır.

23 Atmosfer ile Etkileşim Dünya nın atmosferi gazlar, katı ve sıvı parçacıklar içermektedir Atmosferin bileşenleri ve yaklaşık oranları: Azot (~ % 78) Oksijen (~ % 21) Argon (~ % 1) Küçük oran bileşenler (< % 0.04) Su buharı ve ozon Aerosol, su damlaları, buz kristalleri,...

24 Atmosfer ile Etkileşim Atmosferdeki gazların dalgaboyuna bağlı soğurumları:

25 Atmosfer ile Etkileşim Saçılım ve soğurumdan göreceli olarak az etkilenen bölgeler:

26 Atmosfer ile Etkileşim

27 Atmosfer ile Etkileşim Soğurum (Absorption): Anlık ışıma aracı tarafından alınır. Işımanın bir kısmı ısı enerjisine dönüştürülerek salınır veya daha yüksek dalgaboylarında geri ışır İletim (Transmission): Anlık ışıma maddenin içinden ölçülebilir azalma (saçılım veya soğurulma) ile geçer Saçılım (Scatter): Anlık ışıma ortamdaki parçacıklar tarafından her yönde ve öngörülemeyen oranlarda dağıtılır / yayılır Yansıma (Reflectance): Anlık ışıma malzemenin yüzeyinden seker / yansır

28 Atmosfer ile Etkileşim Saçılımın türü anlık ışıma enerjisinin dalga boyuna ve atmosferdeki gaz molekülü, toz parçacığı ve su damlası gibi yapıların boyutuna bağlıdır İki ana çeşit saçılım vardır: 1. Seçici saçılım: Belirli dalgaboylarını etkiler 1. Rayleigh saçılımı 2. Mie saçılımı 2. Seçici olmayan saçılım: Dalgaboyundan bağımsızdır

29 Atmosfer ile Etkileşim Rayleigh Saçılımı: Neden olan parçacık boyutları dalgaboyundan çok küçüktür (örn. Aerosol) Saçılımın miktarı ışımanın dalgaboyunun dördüncü üssü ile ters orantılıdır Örneğin, mavi ışık (~0.4 μm), yakın kızılötesi (~0.8 μm) ışığa göre 16 kat daha fazla Rayleigh saçılımına maruz kalır

30 Atmosfer ile Etkileşim Rayleigh Saçılımı:

31 Atmosfer ile Etkileşim Mie Saçılımı: Neden olan parçacık boyutları dalgaboyu ile benzer boyuttadır (örn. Duman, toz, su buharı) Kısa dalgaboylarını düşük dalgaboylarına göre daha çok etkiler Ancak aradaki farklar Rayleigh saçılımındaki kadar çok değildir

32 Atmosfer ile Etkileşim Seçici Olmayan Saçılım: Alt atmosferdeki parçacıklar ışımaya göre birkaç kat daha büyük çapta olduğunda meydana gelir Tüm dalgaboyları saçılır Örneğin su damlaları / sis, görünür dalgaboylarının tamamına saçılım yaparak beyaz görünür

33 Yüzey ile Etkileşim Enerji, yüzeyler ile üç şekilde etkileşime geçer: yansıma, iletim, soğurum Yüzeyin özelliğine ve gelen ışımanın dalgaboylarına göre etkileşimin türü ve seviyesi değişir

34 Yüzey ile Etkileşim Yüzeyin özelliğine ve gelen ışımanın dalgaboylarına göre etkileşimin türü ve seviyesi değişir Bu kavramı / özelliği önümüzdeki hafta spektral imzayı tanımlarken ve multispektral / hiperspektral görüntülemenin her aşamasında kullanacağız

35 Veri Düzeltmeleri

36 Veri Düzeltmeleri

37 Veri Düzeltmeleri Radyometrik düzeltme Atmosferik düzeltme Işınım Yansıma (Radiance Reflectance) Topografik düzeltme Geometrik düzeltme

38 Veri Düzeltmeleri Radyometrik düzeltme: Alıcı (sensör) kusurları (görüntü iyileştirme kullanılarak giderilir) Çizgi etkileri (alıcı kalibrasyonu kullanılarak giderilir) Kayıp pikseller veya kayıp çizgiler (komşuluk veya diğer bantlar kullanılarak giderilir) Gürültü (gürültü giderimi kullanılarak giderilir)

39 Veri Düzeltmeleri Radyometrik düzeltme:

40 Veri Düzeltmeleri Radyometrik düzeltme: Hareket bulanıklığı giderilir Işıklılık dengesizlikleri giderilir Düşük görüntü kalitesi iyileştirilir Radyometrik düzeltmeler genellikle veri sağlayıcıları tarafından gerçekleştirilmektedir.

41 Veri Düzeltmeleri Atmosferik düzeltme: Işınımın yapısını ve değerlerini dalgaboyuna bağlı olarak değiştirir Rayleigh saçılımı, Mie saçılımı, seçici olmayan saçılım Soğurma bantları...

42 Veri Düzeltmeleri Atmosferik düzeltme: Yapılabilecekler: 1) Göz ardı etmek 2) Biofiziksel parametrelerin ölçümleri ile kalibrasyon 3) Atmosferik modeli ve meteorolojik veri parametreleri kullanımı 4) Işınım transferi denklemleri (Hazır program ve yöntemler: MODTRAN, FLAASH, QUAC, ATCORR) 5) Piksel tabanlı birinci seviye etki giderimi

43 Veri Düzeltmeleri Atmosferik düzeltme:

44 Veri Düzeltmeleri Atmosferik düzeltme:

45 Veri Düzeltmeleri Topografik düzeltme: Dikey ve yatay geometrik bozunumlar Atmosferik etkilerin yüksekliğe göre değişmesi Yüzeyde eğim ve yönelim farkları Gölgede ve aydınlıkta kalan alanlar Yansıma ve saçılmada farklılıklar

46 Veri Düzeltmeleri Topografik düzeltme: Yükseklik, eğim ve yönelim bilgileri gerekmektedir Bu bilgiler veriden çıkarılabilir veya DEM haritaları gibi ek kaynaklar kullanılabilir

47 Veri Düzeltmeleri Topografik düzeltme:

48 Veri Düzeltmeleri Geometrik düzeltme: Geocoding: Coğrafi açıdan referanslama Kayıtlama / çakıştırma (registration): Görüntüden haritaya veya görüntüden görüntüye yapılabilir. Yer kontrol noktaları veya dönüşümler kullanılılır Uzamsal aradeğerleme Değer aradeğerlemesi

49 Veri Düzeltmeleri Geometrik düzeltme:

50 Veri Düzeltmeleri Geometrik düzeltme:

51 Veri Düzeltmeleri Geometrik düzeltme:

52 Sorular?????

Benzer belgeler

Uzaktan Algılama Teknolojileri

Uzaktan Algılama Teknolojileri Ders 4 Pasif - Aktif Alıcılar, Çözünürlük ve Spektral İmza Alp Ertürk [email protected] Pasif Aktif Alıcılar Pasif alıcılar fiziksel ortamdaki bilgileri pasif olarak