COĞRAFİ BİLGİ SİSTEMİ VE UZAKTAN ALGILAMA

Transkript

1 TAŞINMAZ GELİŞTİRME TEZSİZ YÜKSEK LİSANS PROGRAMI COĞRAFİ BİLGİ SİSTEMİ VE UZAKTAN ALGILAMA Yrd.Doç.Dr. Aziz ŞiŞMAN 1

2 ÜNITE: 1 CBS DE VERI TEMINI Yrd.Doç.Dr. Aziz ŞiŞMAN İçindekiler 4.1. CBS DE VERİ TEMİNİ MEVCUT OLMAYAN VERILERIN TEMINI Arazide Doğrudan Yapılan Yersel Ölçmeler (GPS) uydu gözlemleri ile yapılan ölçmeler Fotogrametrik yöntemle yapılan harita üretimi Uzaktan algılama teknikleri ile uydu görüntülerinden faydalanma MEVCUT VERILERIN TEMINI Klasik sayısallaştırma Otomatik sayısallaştırma Tarama ile sayısallaştırma Ekrandan sayısallaştırma

3 4.1. CBS DE VERİ TEMİNİ Veri toplama işlemi coğrafi bilgi sistemlerinin gerçekleştirilmesinde en fazla zaman alan ve en çok maliyet gerektiren önemli safhalardan biridir. Bu aşamada, oluşturulacak sistemin uygun şekilde çalışabilmesi için mutlak suretle sisteme düzenli veri akışının sağlanması gerekir. Veri toplama işlemleri değişik veri kaynaklarından, günümüzdeki teknolojik gelişmelere bağlı olarak, farklı disiplinler tarafından gerçekleşmektedir. Ayrıca bu şekilde elde edilen verilerin bir birlerine entegre edilmesi de büyük önem taşımaktadır. Veriler genelde gerçek dünyada var olan coğrafik nesnelerdir. Ancak bunların bir şekilde elde edilip bilgisayar ortamına transfer edilmesi gerekir. Bu amaçla geliştirilmiş veri toplama veya elde etme teknik ve cihazları var olmakla birlikte, günümüz teknolojisiyle birlikte bunlar da hızlıca gelişmektedir. Veri toplama tekniğinin başında en klasik yöntem olan HARİTA işlemi gelmektedir. (F Yomralıoğlu TEZ) Bir haritanın oluşturulması için gerekli işlemlerin tümü aynen uygulanarak coğrafi bilgi sistemleri için de veri toplanması mümkündür. Ancak, klasik haritalama süreci zaman alıcı bir işlem olduğundan, mutlak suretle daha gelişmiş veri toplama yöntemlerinin kullanılması gerekir. Bir takım veriler henüz elde edilemediğinden bunların yeniden ölçüsü ve haritalanması gerekirken, bunun yanında daha önceden ölçümü yapılmış ve toplanmış veriler de mevcut olabilir. Dolayısıyla verileri; Mevcut-olmayan veriler Mevcut veriler diye ikiye ayırmak durumundayız. Her iki gurubu, veri elde ediş şekline göre ayrıca kendi içerisinde de değerlendirmek mümkündür. Buna göre veri toplama teknikleri Tablo.4.1 deki gibi sınıflandırılabilir. (Yomralıoğlu, 2009) Yeryüzüne ait çeşitli özelliklerin sayısal veriler şeklinde toplanmasında günümüzde değişik yöntemler kullanılmaktadır. Sayısal verilerin yersel alım yöntemleri ile arazide yapılan ölçümlerle elde edilmesi bunlardan biridir. Toplanılan verileri sayısal olarak kayıt eden bu cihazlarla mekana ait mesafe, doğrultu ve koordinat ölçümleri yapılabilmekte ve yeryüzünün çok ayrıntılı haritaları hazırlanabilmektedir (Demirci, 2008). CBS de verilerin toplanmasında izlenen yöntemler genelde aşağıdaki şekilde olmaktadır. Bunlar; Tablo 4.1. CBS de veri toplama şekilleri 4.2. MEVCUT OLMAYAN VERILERIN TEMINI Arazide Doğrudan Yapılan Yersel Ölçmeler Yersel ölçmeler, klasik ölçmeler olarak da adlandırılan ve zemine mevcut ve BÖHHBÜY koşullarına uygun yer kontrol noktalarına (nirengi, poligon) dayanarak kutupsal ve dik koordinat yöntemleri ile yapılan ölçülerin tamamıdır. Bu sistemde, yapılan ölçüler yardımıyla arazide bulunan ve harita üretimi için gerekli bütün detay noktalarının koordinatları hesaplanarak harita üretimi yapılır. 3

4 COĞRAFI BILGI SISTEMI VE UZAKTAN ALGILAMA 14 Şekil 4.1. CBS de veri toplama şekilleri (GPS) uydu gözlemleri ile yapılan ölçmeler. İlk yapay uydu olan Sputnik-1 in 1957 yılında uzaya gönderilmesi ile uzay jeodezisi jeodezi bilimi içerisinde önemli bir yer edinmeye başlamıştır. İlk yıllarda askeri amaç ile hareket eden uydu sistemleri daha sonra sivil kullanıma açılmış ve Jeodezik konum belirleme amaçlı olarak 1967 yılından günümüze kadar kullanılmaktadır (GNSS, Kahveci, Yıldız, 2009). Şekil 4.2. GPS Uyduları ve alıcıları İngilizcede Global Positioning System kelimelerinin baş harflerinin kısıtlanması ile GPS olarak ifade edilen Küresel Konumlandırma Sistemleri, yörüngeye yerleştirilen uydulardan alınan sinyallerle, yeryüzündeki herhangi bir noktanın coğrafi koordinatlarının belirlenmesi işlemlerini ifade etmektedir (Şekil ). Küresel konumlandırma sistemleri ile ilgili teknolojiler günümüzde çok ilerlemiştir. Küresel konumlandırma sistemleri ile yeryüzündeki nesnelerin koordinat bilgileri dijital olarak belirlenmekte, saklanmakta ve CBS ortamında kullanılabilmektedir. GPS sistemi; yeterli sayıda uydudan sinyal alabildiği sürece Herhangi bir yer ve zamanda, Her tür hava koşullarında, Global bir koordinat sisteminde, Yüksek duyarlılıkta, Ekonomik olarak, Anında ve sürekli; konum, hız, zaman, belirlemesine olanak sağlayan bir sistemdir. GPS sisteminin zayıf tarafı ise alıcının mutlaka gökyüzünü görmesinin gerekliliğidir. Çok sık ağaçlık yerlerde ve kapalı madenlerde kullanılamamaktadır Fotogrametrik yöntemle yapılan harita üretimi. Fotogrametrinin ana amacı uzaktaki cisimlerin geometrik parametrelerini fotoğraflar yardımıyla elde etme işlemidir. Fotogrametriyi, resmi çekilecek objeye, kullanılan malzemeye veya değerlendirme yöntemine göre sınıflandırmak mümkündür. En yaygın sınıflandırma aşağıdaki gibidir. Hava Fotogrametrisi Yersel veya Yakın Resim Fotogrametrisi 4

5 Şekil 4.3. Hava fotogrametrisi Fotogrametrik çalışmalarda kullanılan ölçü kamerası, metrik kamera adı da verilen fotogrametrik kameralardır. Eğer kamerada resim altlığı olarak film kullanılıyorsa bu şekilde elde edilen fotoğraflara analog fotoğraf, kamerada sayısal bir algılayıcı varsa bu durumda elde edilen fotoğraf sayısal fotoğraf ya da görüntü adını alır. Fotogrametrik olarak elde edilen gerek analog fotoğraflar ve gerekse sayısal fotoğraflar CBS de konumsal veri olarak önemli bir yer oluştururlar Uzaktan algılama teknikleri ile uydu görüntülerinden faydalanma. Mekana ait sayısal verilerin elde edilmesinde günümüzde en yaygın olarak kullanılan yöntemlerden birisi de uzaktan algılamadır. Yeryüzündeki nesnelerin fiziksel bir temas olmaksızın belirli bir mesafeden belirli algılayıcılarla algılanmasına uzaktan algılama denir (Şekil 4.4) Uzaktan algılama için çok çeşitli yol ve teknikler kullanılır. Uçak ve uzaydaki uydulara yerleştirilmiş radar ve kameralardan alınan fotoğraf ve görüntüler günümüzde mekansal analizlerde sıkça kullanılmaktadır. Şekil 4.4. Uzaktan algılamada kullanılan uydu ve elde edilen uydu görüntüsü. Uzaktan Algılama yerin iki ve üç boyutlu olarak haritalanması için de kullanılır. Uzaktan Algılama teknikleri ile elde edilen veriler üzerinde CBS yazılımları ile analizler yapılıyor olmakla birlikte bu amaçla kullanılan Uzaktan Algılama yazılımları da geliştirilmiştir. Bu konu ünite 8 de detaylı olarak işlenecektir. 5

6 COĞRAFI BILGI SISTEMI VE UZAKTAN ALGILAMA MEVCUT VERILERIN TEMINI Sayısallaştırma bir analog verinin rakamsal norma dönüştürülmesi olarak algılanır. Özellikle haritacılık mesleğinde bu kavram klasik anlamda bir harita üzerinden okunan koordinat değerinin rakamlarla gösterilmesi olarak bilinir. Böylece grafik gösterin sayı ile ifade edildiğinden bu işlem sayısallaştırma olarak adlandırılır. (Yomralıoğlu, 2009) Ancak CBS de grafik veya grafik olmayan herhangi bir verinin dijital formata dönüştürülmesi sayısallaştırma olarak adlandırılır. A. Grafik Olmayan Verilerin Sayısallaştırılması Konumsal ve konumsal olmayan mevcut verilerin sisteme entegrasyonu için verilerin sayısal halde olması gerekmektedir. Bir taşınmazın malikinin adı soyadı, arazinin yüzölçümü, arazinin ya da üzerindeki yapının niteliği gibi tablosal veriler de sayısal formata dönüştürülerek sisteme entegre edilmelidirler. Tablosal veriler, doğrudan klavye yardımı ile sayısallaştırılmalı ve konumsal verilerle uygun bir şekilde ilişkilendirilmelidirler. Klavyeden doğrudan veri girişinin yanında kağıt ortamdaki bilgiler otomatik olarak tarayıcılar yardımıyla da sayısal hale dönüştürülebilir. Bu amaçla geliştirilmiş COR (Optical Character Recognition) yazılımları ile belirgin haldeki yazı tipleri tarama ile okunup algılandıktan sonra ASCII koduna dönüştürülüp bellekte *.TXT, *.DOC vb yazı formatlarında saklanabilirler. Ancak bu yöntemde bazı karakterler yeterinde net algılanamayınca veri kaybına sebep olurlar. Bu sebeple yapılan dönüşüm muhakkak denetlenmelidir. Burada veri denetiminin CBS deki önemine ortaya çıkmaktadır. B. Grafik Verilerin Sayısallaştırılması Sayısal halle olmayan (analog) verilerin CBS açısından kullanılabilir olması için sayısallaştırılması gerekmektedir. Sayısal olmayan konumsal verilerin; kağıt haritalar, hava fotoğrafları ve uydu görüntüleri vb. uygun yöntemlerle sayısallaştırılarak sisteme entegrasyonu sağlanır. Sayısallaştırma yöntemleri; Klasik sayısallaştırma Otomatik sayısallaştırma Tarama ile sayısallaştırma Ekrandan sayısallaştırma Klasik sayısallaştırma Bu işlem ham verinin sayısal hale dönüştürülmesi işidir. Kağıt üzerindeki verilerin bilgisayar ortamına transferi olarak da özetlenebilir. Bu yöntem, doğrudan ölçü değerlerinden yapılabileceği gibi, mevcut analog haritaların sayısallaştırıcı masalar (Şekil 4.6) yardımıyla sayısallaştırılması ile de gerçekleştirilebilir. Burada dikkat edilmesi gereken konu; varsa ham ölçü değerlerinin kullanılmasının gerekliliğidir. Ham ölçü değerlerinden yapılan sayısallaştırmalar, paftanın çiziminde oluşan hatalardan ve zamanla paftanın boyutunda ortaya çıkan deformasyonlardan etkilenmez. Daha sağlıklı bir sayısallaştırma yapılmış olunur. Şekil 4.5. Doğrudan veri girişi ile sayısallaştırma 6

7 Otomatik sayısallaştırma Manuel olarak yapılan sayısallaştırma işlemi zaman alıcı bir iştir. Özellikle yoğun veriye sahip haritaların daha kısa sürede dijital hale dönüştürülmesi için otomatik yöntemlere ihtiyaç vardır. Bu sistemler raster hale dönüştürülmüş verinin otomatik çizgi takibi ile sayısallaştırılması olarak işlev görmektedir. Otomatik çizgi takibi yönteminde imleç el yardımı olmaksızın otomatik olarak çizgiyi tanıyarak işlemi gerçekleştirir. Bu yöntem birbirinden ayırt edilebilen keskin çizgilere sahip haritalardaki yol, akarsu, idarı sınır vb. çizgileri takip ederek veriyi sayısal hale getirir. Ancak, bu işlem operatörün yönlendirmesine ihtiyaç duyar. Operatör imleci başlangıç noktasına yerleştirir, imleç çizgiyi bir sonraki kesişim noktasına kadar takip eder bu noktada sistem tekrar operatörün yönlendirmesine ihtiyaç duyacaktır. Sistemin en önemli avantalı belirgin hatları hızla sayısallaştırmasıdır, sistemin dezavantajı ise her kesişim noktasında operatörün müdahalesine gerek duymasıdır Tarama ile sayısallaştırma Daha hızlı sayısal veri elde etme yöntemlerinden biri de tarama ile sayısallaştırmadır. Tarayıcılar (scanner) analog verileri raster tabanlı dijital verilere dönüştüren araçlardır. Tarayıcı ile algılanan analog harita belirlenen çözünürlükte bir raster veri halini alır. Bu işlem raster tarama olarak da adlandırılır. Bu sayısallaştırma işlemi sonucunda vektör veri değil raster veri elde edilmektedir. Raster tarayıcı belirli bir çözünürlükte nokta nokta tarama yapar. Oluşan ürün en genel formatında bir nokta (pixel) matrisidir. 50 cm x 50 cm bir harita için 0.1 mm çözünürlüklü bir tarayıcı kullanılması durumunda 25 milyon bit depolama alanı gerekecektir Ekrandan sayısallaştırma Ekrandan sayısallaştırma yöntemi klasik olarak sayısallaştırma masası ile yapılan işlemin gelişen CAD ve CBS yazılımları sayesinde bilgisayar ekranından yapılması işlemidir. Bu işlem için önce sayısallaştırılması istene analog harita öncelikle tarayıcıdan geçirilerek uygun çözünürlükte ( tercihen DPI) raster veri haline getirilir. Bu raster veri uygun bir yazılım aracılığı ile önce koordinatlandırılır (georeferencing). Bu işlem sonucunda ekran koordinat sistemi pafta koordinat sistemine dönüşmüş olur. Daha sonra yazılım yardımı ile ekrana aktarılan görüntü üzerinden el ile yapılan sayısallaştırma benzeri bir işlem ile detaylar üzerinden bilgisayarın faresi yardımıyla geçilerek raster veriden vektör veri elde edilmiş olur. Günümüz CAD ve CBS uygulamalarında en sık kullanılan sayısallaştırma yöntemi ekrandan sayısallaştırmadır. Şekil 4.6. Ekrandan sayısallaştırma 7