TEMEL GÖRÜNTÜ BİLGİSİ GİRİŞ, TANIM ve KAVRAMLAR

Transkript

1 TEMEL GÖRÜNTÜ BİLGİSİ GİRİŞ, TANIM ve KAVRAMLAR Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ BEÜ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ GEOMATİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ JDF345 TEMEL GÖRÜNTÜ BİLGİSİ DERSİ NOTLARI

2 DERSİN ÖĞRETİM ÜYESİ Aycan Murat MARANGOZ Yrd. Doç. Dr. BEÜ Mühendislik Fakültesi Geomatik Müh. Bölümü Öğrenci Görüşme Saatleri: Cuma günü saat 13:30 15:30 Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 2

3 DERSİN KAYNAKLARI, Doç. Dr. Umut G. SEFERCİK, BEÜ Müh. Fak. Geomatik Müh. Bölümü, 2014 Fotogrametri I Ders Notları, Yrd. Doç. Dr. Aycan Murat MARANGOZ, BEÜ, Allison, W. (2006) Fundamental physics for probing and imaging, Oxford University Press,334 syf. İnternet Kaynakları, Sunular, Kaynak kitaplara ek elektronik belgeler, Ödevler, Duyurular, Ulusal ve Uluslararası Kuruluşlar Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 3

4 DERSİN BAŞARI KRİTERLERİ Derse Devam: %70 Vize Sayısı: 1 (Yıliçi Başarı Notuna Katkısı: %80) Yıliçi Başarı Notu: Vize (%80)+[Ödevler+Quizler] (%20) Başarı Notu: Yıliçi Başarı Notu %40 + Final Sınavı Notu %60 Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 4

5 GEOMATİK MÜHENDİSLİĞİ (HATIRLATMA) Geomatik Müh. Disiplini, yeryuvarının geometrisinin belirlenmesi ve yeryuvarı üzerinde bulunan tüm objelerin birbirleriyle olan geometrik, sosyal ve anlamsal ilişkilerin kurulması ve bu bilgilerin ilgili diğer mühendislik ve sosyal bilimlerin hizmetine sunulması işlevlerini yüklenen bir bilim dalıdır. Daha farklı bir deyişle, yeryuvarı üzerinde konumsal bilgi sisteminin oluşturulmasını sağlayan ve bu sisteme altlık oluşturacak temel bilgilerin toplanmasını ve bilgiler arasındaki ilişkilerin kurulmasını sağlayan bir bilim dalıdır. Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 5

6 GEOMATİK MÜH. Başlıca Çalışma Konuları Gereksinim duyulan her ölçekteki haritaların üretimini, araziye ilişkin büyük/küçük tüm projelerin etüd ve uygulamalarının gerçekleştirilmesi, Deprem kuşağında yer alan bölgelerde yer kabuğu hareketlerinin incelenmesi, Deprem, sel, yangın, heyelan sonucu meydana gelen afetlerden sonra uygulanacak Afet Planlarının hazırlanması, Kent planlarının hazırlanması, Köprü, baraj, yol, tünel, metro vb. mühendislik projeleri, Yersel ölçmelerle, uçaklardan çekilen fotogrametrik amaçlı fotoğraflarla ve uydulardan elde edilen görüntülerden bir çok amaç için değişik ölçekli haritaların üretilmesi, Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 6

7 GEOMATİK MÜH. Başlıca Çalışma Konuları Petrol, doğalgaz vb. yer altı doğal kaynaklarının yerlerinin belirlenmesi, Geomatik Mühendisliği tarafından üretilen sayısal ve konuma dayalı bilgilerden, pratik hayatta bir çok alanda kullanılan bilgi sistemlerinin oluşturulması, Tarihi eserlerin röleve ve restorasyon çalışmalarının yapılması, Arkeolojik araştırmalar, Sulama ve kurutma projeleri, Her tür altyapı projeleri, Coğrafik - jeolojik projeler Üç tarafı denizlerle çevrili ülkemizin deniz haritalarının üretilmesi, Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 7

8 GEOMATİK MÜH. - HARİTA KAVRAMI (HATIRLATMA) Harita, fiziksel gerçekliğin (yeryüzü veya diğer gezegenlerin tamamının veya bir bölgesinin) bir düzleme belirli bir ölçek dahilinde küçültülmüş, objelerin birbirleri ile olan ilişkileri korunarak, genelleştirilmiş, açıklamalarla tamamlanmış, matematiksel kurallarla izdüşüm gösterimi olarak tanımlanan bir bilgi iletişim aracıdır. Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 8

9 GEOMATİK MÜH. - HARİTA KAVRAMI (HATIRLATMA) 1/1000 ölçekli ortofoto harita Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 9

10 GEOMATİK MÜH. BİLİMİ Geomatik Mühendisliği, mekanın tasarlanmasına yönelik bilgilerin yeryüzünden veya havadan (uçaktan uydudan) elde edilmesi ve sunulması ile ilgili bir bilim koludur. Yersel Jeodezik 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 10

11 GEOMATİK MÜH. BİLİMİ Jeodezi, yeryuvarının ve diğer gökcisimlerinin şeklini ve gravite alanlarını, bunların zaman içerisindeki değişimlerini ve ortalama yer elipsoidini yer yüzeyinden veya uzaydan gerçekleştirilen ölçümlerle belirlemeyi amaçlayan bir bilimdir (Yersel ölçümler). Total Station Global Konumlandırma Sistemleri (GPS Global Positioning System, GNNS Global Navigation Satellite System) Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 11

12 GEOMATİK MÜH. BİLİMİ Yersel Ölçmeler (1-5m) Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 12

13 GEOMATİK MÜH. BİLİMİ Yersel Ölçmeler (1-5m) Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 13

14 FOTOGRAMETRİ GEOMATİK MÜH. BİLİMİ Fotogrametri tekniği, uzaktaki cisimlerin geometrik parametrelerini belirli koşullar altında çekilmiş fotoğraflar yardımı ile elde etme işlemidir. Harita üretim aşamaları Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 14

15 FOTOGRAMETRİ TEKNİĞİ - TANIM Başlangıçta yeryüzünün ölçümünü hedef alan Jeodezi Bilimi içerisinde bir ölçme tekniği olarak düşünülmüş; bu özelliği dolayısıyla da fotoğraflar yardımı ile ölçme anlamına gelmek üzere adlandırılmıştır. Buna göre denilebilir ki, fotogrametri; fiziksel cisimler ve oluşturdukları çevreden yansıyan ışınların şekillendirdiği fotogrametrik görüntülerin ve yaydıkları elektromanyetik enerjilerin kayıt, ölçme ve yorumlama işlemleri sonucu güvenilir metrik bilgilerin elde edildiği bir teknoloji, bilim ve sanat dalıdır. Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 15

16 NEDEN FOTOGRAMETRİ TEKNİĞİ? Fotogrametrik çalışmaya gereksinmenin ortaya çıkması Birçok çalışmanın yapılabilmesi için haritalara gereksinim vardır. (İmar planlarının hazırlanması, Coğrafi Bilgi Sistemlerinin kurulması,.) Haritaların güncel olması yapılacak çalışmalarda önemli bir tutmaktadır. Gereksinim duyulan harita verileri harita yapım yönetmeliğinde istenen doğrulukta olması gerekmektedir. Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 16

17 NEDEN FOTOGRAMETRİ TEKNİĞİ? Doğrudan nesneler üzerinde ölçmeler ve veri derleme yöntemlerine göre fotoğraflar üzerinde çalışmak daha kolay, daha hızlı ve sonuç olarak daha ekonomiktir. Klasik ölçme yöntemleri ile ölçülmesi zor olan nesnelerin bu yoldan ölçülmesi kolay olabilmektedir. Örneğin, ulaşılması çok güç olan bir dağlık bölgenin bu yöntemle haritasının çıkarılması daha uygun olacaktır. Hareketli nesnelerin ölçülmesinde olduğu gibi, doğrudan ölçülmesi olanaksız nesnelerin ölçülmesi sağlanabilmektedir. Örneğin, su dalgalarının ölçülmesi, bir buzul kütlesinin hareketinin incelenmesi, önemli bir karayolundaki trafik yığılmalarının gözlenmesi veya trafik kazası tespitinin yapılması mümkün olacaktır. Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 17

18 FOTOGRAMETRİ TEKNİĞİ TARİHSEL GELİŞİM Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 18

19 FOTOGRAMETRİ TEKNİĞİ TARİHSEL GELİŞİM Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 19

20 FOTOGRAMETRİ TEKNİĞİ ve UZAKTAN ALGILAMA TARİHSEL GELİŞİM Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 20

21 FOTOGRAMETRİ TEKNİĞİ İŞ ADIMLARI Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 21

22 FOTOGRAMETRİ TEKNİĞİ YAPILACAK İŞLER Yer kontrol noktalarının tesisi (Jeodezik olarak yer kontrol noktalarının ölçümü ve değerlendirilmesi Arazi Çalışmaları klasik yöntem) Yer kontrol noktalarının işaretlenmesi Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 22

23 FOTOGRAMETRİ TEKNİĞİ FOTOĞRAF/GÖRÜNTÜ ALIMI Uçaktan çekilen fotoğraf çekimi ile uygulanan yönteme hava fotogrametrisi denir. Hava fotogrametrisi ile standart harita üretimi gerçekleştirilir. Hava fotoğrafları sadece harita üretimi amacıyla kullanılmaz. Yeryüzün yapısı ve bitki örtüsü hakkında bilgi edinmek için de fotoğraf çekilir. Hava fotogrametrisi ile Coğrafi bilgi sistemleri için gereksinim duyulan sayısal harita verilerinin toplanmasında da hava fotogrametrisi gerekir. Bu fotoğraflar genellikle düşey fotoğraflardır. Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 23

24 FOTOGRAMETRİ GEOMATİK MÜH. BİLİMİ Alçaktan Uçuş Verileri (300m m) Microdrones md4-200 Microdrones md Video1 Video2 Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 24

25 FOTOGRAMETRİ GEOMATİK MÜH. BİLİMİ Alçaktan Uçuş Verileri (300m m) Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 25

26 FOTOGRAMETRİ GEOMATİK MÜH. BİLİMİ Alçaktan Uçuş Verileri (300m m) Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 26

27 FOTOGRAMETRİ GEOMATİK MÜH. BİLİMİ Alçaktan Uçuş Verileri (300m m) Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 27

28 FOTOGRAMETRİ ALGILANAN Analog - Sayısal Fotoğraf (Görüntü) Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 28

29 FOTOGRAMETRİ ALGILANAN Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 29

30 FOTOGRAMETRİ ALGILANAN Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 30

31 FOTOGRAMETRİ ALGILANAN Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 31

32 FOTOGRAMETRİ HAVA FOTOĞRAFLARI Hava fotoğrafları üç tür olabilir. Siyah/Beyaz Doğal renkli Yapay renkli Standart harita üretimi için geçmiş yıllarsa analog siyah-beyaz fotoğraflar kullanılmasına karşın, son yıllarda renkli dijital fotoğraflar (görüntüler) da kullanılmaktadır. Ortofoto harita üretiminde ise siyah-beyaz yerine renkli ortofoto haritalar tercih edilmektedir. Renkli hava fotoğrafları siyah/beyaz fotoğrafa göre gerek yorumlama, gerekse ortofoto amaçlı kullanım için renkli fotoğraflar birkaç yüz kat daha fazla bilgi taşımaktadırlar. Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 32

33 FOTOGRAMETRİ ALGILAMA YÖNTEMİ Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 33

34 FOTOGRAMETRİ NADİR GÖRÜNTÜLEME Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 34

35 FOTOGRAMETRİ DEĞERLENDİRME Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 35

36 FOTOGRAMETRİ DEĞERLENDİRME Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 36

37 FOTOGRAMETRİ KALİBRASYON Fotogrametrik kamera kalibrasyonu, kamera sistemini en iyi şekilde ifade eden parametrelerin bulunması olarak ifade edilir. Bu parametreler; Resim çekme merkezinin uzaklığı (odak uzaklığı, c), Resim koordinat sistemi eksenlerinin yönleri ile dönüklükleri, Distorsiyon parametreleri dir. 3 Boyutlu Test Alanı Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 37

38 FOTOGRAMETRİ ÜRÜNLER Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 38

39 FOTOGRAMETRİ ÜRÜNLER Ortogörüntü-ortofoto Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 39

40 FOTOGRAMETRİ TEKNİĞİ ÜRÜNLER Ortogörüntü-ortofoto (15cm YÖA) Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 40

41 FOTOGRAMETRİ ÜRÜNLER Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 41

42 FOTOGRAMETRİ ÜRÜNLER Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 42

43 FOTOGRAMETRİ ÜRÜNLER 3B şehir modeli Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 43

44 YERSEL FOTOGRAMETRİ Fotogrametrinin topografik olmayan uygulama alanlarında genellikle yerden çekilen resimlerden yararlanılır. Bu nedenle topografik olmayan uygulamalar YERSEL FOTOGRAMETRİ adı verilen bölüme dahil edilmektedir. Yersel fotogrametrinin uygulanabilmesi için, Alım merkezinin yer üzerinde olması, Arazide fotoğraf çekimine uygun ve araziye egemen noktaların bulunması ve Arazinin açık olması gerekmektedir. Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 44

45 YERSEL FOTOGRAMETRİ KULLANIM ALANLARI Yersel fotogrametrinin haritacılık alanındaki kullanım alanları: Hava fotogrametrisine göre daha ucuz donanım gerektirdiği için küçük, düz (yükseklik farkının az olduğu), açık olan alanların haritalarının yapımı, Baraj rezerv alanlarının haritalarının yapımı, Yol inşaatlarında, yarma ve dolgu ölçmeleri, Taş ve maden ocaklarında hacim hesapları vb. Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 45

46 YERSEL FOTOGRAMETRİNİN KULLANIM ALANLARI - Haritacılık Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 46

47 YERSEL FOTOGRAMETRİNİN KULLANIM ALANLARI - Haritacılık Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 47

48 YERSEL FOTOGRAMETRİNİN KULLANIM ALANLARI - Mimarlık Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 48

49 YERSEL FOTOGRAMETRİNİN KULLANIM ALANLARI - Mimarlık Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 49

50 YERSEL FOTOGRAMETRİNİN KULLANIM ALANLARI - Arkeoloji Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 50

51 YERSEL FOTOGRAMETRİNİN KULLANIM ALANLARI Deformasyon Ölçmeleri Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 51

52 YERSEL FOTOGRAMETRİNİN KULLANIM ALANLARI Tıp Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 52

53 YERSEL FOTOGRAMETRİNİN KULLANIM ALANLARI Tıp Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 53

54 YERSEL FOTOGRAMETRİNİN KULLANIM ALANLARI Tıp Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 54

55 YERSEL FOTOGRAMETRİNİN KULLANIM ALANLARI Tıp Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 55

56 YERSEL FOTOGRAMETRİNİN KULLANIM ALANLARI Endüstri Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 56

57 YERSEL FOTOGRAMETRİNİN DİĞER KULLANIM ALANLARI Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 57

58 UZAKTAN ALGILAMA GEOMATİK MÜH. BİLİMİ Uzaktan Algılama tekniği, arada mekanik bir temas olmaksızın bir cisimden yayılan ve algılanan ışınımın nitelik ve nicelik yönünden değerlendirilmesi ile cismin özelliklerinin ortaya konması ve ölçülmesi olarak tanımlanabilir. Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 58

59 UZAKTAN ALGILAMANIN TARİHSEL GELİŞİMİ 1909 yılında Wilbur Wright tarafından bir uçak kullanılarak ilk defa sıralar halinde Hava Fotoğrafı çekimi ile başlayan uzaktan algılama, 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 59

60 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 60

61 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 61

62 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 62

63 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 63

64 UZAKTAN ALGILAMANIN KULLANIM ALANLARI Tarımsal alanların ve bu alanlardaki değişimlerin geniş mekanlarda belirlenmesine imkan sağlar, Kentsel alanların belirlenmesine imkan sağlar, Jeoloji, jeomorfolojik ve yer yapısı hakkında bilgi edinilmesini sağlar, Özellikle 3. Dünya ülkelerinde uygulandığı üzere topoğrafik haritaların ve sayısal arazi modellerinin oluşturulmasına imkan sağlar, Bölgesel ısı ölçmelerinde kullanılır, Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 64

65 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 65

66 UZAKTAN ALGILAMANIN BİLEŞENLERİ Uzaktan Algılama uygulamaları iki temel aşamadan oluşur. Bunlar "Veri Elde Etme" ve "Veri İşleme" aşamalarıdır. Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 66

67 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 67

68 UZAKTAN ALGILAMANIN BİLEŞENLERİ Verinin Elde Edilmesi Algılayıcı Sistemler Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 68

69 UZAKTAN ALGILAMANIN BİLEŞENLERİ Verinin Elde Edilmesi Algılayıcı Sistemler (Topan, 2007) Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 69

70 UZAKTAN ALGILAMA GEOMATİK MÜH. BİLİMİ Kutupsal Yörüngeli (600km 1000km) Uzaktan Algılama Uyduları Landsat 7 Aster Kometa (TK-350) Spot 5 Ikonos - VİDEO QuickBird) Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 70

71 UZAKTAN ALGILAMA GEOMATİK MÜH. BİLİMİ 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 71

72 UZAKTAN ALGILAMA GEOMATİK MÜH. BİLİMİ 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 72

73 UZAKTAN ALGILAMA GEOMATİK MÜH. BİLİMİ Zonguldak iline ait QuickBird görüntüsünün bir bölümü (1x1)km Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 73

74 Veri İşleme ve Görsel Yorumlama Elektromanyetik Enerji Elektromanyetik enerjinin hareketi hız, dalga boyu ve frekans cinsinden ifade edilebilir: Hız (c), dalga boyu (L), ve frekans (f) olmak üzere, ilişki L = c/f eşitliği ile ifade edilmektedir. Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 74

75 Veri İşleme ve Görsel Yorumlama Elektromanyetik Spektrum Elektromanyetik spektrum, ışık hızı ile hareket eden dalga boyu nanometrelerden kilometrelere kadar uzanan sürekli enerji ortamıdır. Elektromanyetik spektrumda dalga boyları bina mertebesinde uzunluğa sahip radyo dalgalarından, bir atom çekirdeği mertebesindeki kısa dalga boylarına kadar uzanır. İnsan gözünün algılayabildiği dalga boyları, sadece görünür bölgedekilerdir. Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 75

76 Veri İşleme ve Görsel Yorumlama Enerji Kaynağı ve Hedefle Etkileşim Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 76

77 Veri İşleme ve Görsel Yorumlama Spektral Yansıma Bir malzeme için yansıyan, yutulan, veya iletilen ışınım miktarları dalga boyuna bağlı olarak değişir. Bu önemli özellik sayesinde farklı nesneleri ya da sınıfları ayırt etmek olanaklıdır. Aşağıdaki görüntüde yeryüzündeki bazı maddelerin spektral yansımaları gösterilmektedir. Çalışmanın amacına göre, bir görüntüde ayırt edilmek istenen maddeler değişecektir. Analistler, daha iyi bir analiz yapmak için, spektral imzalardan yararlanarak kullanılması gereken spektral bantları belirlemektedirler. Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 77

78 Veri İşleme ve Görsel Yorumlama Dijital Görüntü Sayısal görüntüler dijital formlarda kayıt edilir ve bilgisayarlar tarafından görüntüye dönüştürülmek üzere işlenir. Bir uzaktan algılama sisteminde algılayıcı enerjiyi (ışığı) algılar, ölçer ve miktarını bilgisayarın okuyabileceği bir sayıya çevirir. Yörüngedeki uzay aracı bu kodları sinyaller ile yeryüzündeki uydu yer istasyonuna gönderir. Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 78

79 Veri İşleme ve Görsel Yorumlama Dijital Görüntü Bu sinyaller alınarak sayı dizilerine çevrilir, sıra ve sütunlar bir gri değerine denk gelen sayı ile ifade edilir ve bir dijital görüntü oluştururlar. Kısaca, sayılar küçük resim elemanlarına çevrilirler ve bir araya geldiklerinde görüntünün tamamını oluştururlar. Dijital görüntüyü oluşturan resim elemanlarına piksel adı verilir. Her piksele ait olan ve temsil edilen alandan gelen ortalama ışınımı veren değer DN ile gösterilir. DN değerleri genellikle arasındadır. Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 79

80 Veri İşleme ve Görsel Yorumlama Dijital Görüntü Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 80

81 Veri İşleme ve Görsel Yorumlama Dijital Görüntünün Özellikleri Dijital görüntüler raster formatındadır. Bir raster x ve y koordinatları ile tanımlı gridlerden oluşur. Bu gridlerin her birine piksel adı verilir. Her bir piksel numerik bir değere karşılık gelir (dijital number, DN). Piksel dijital değerleri 0 ile 255 gri renk tonuna (8 bit için) karşılk gelir. 0 siyah, 255 beyaz renk tonuna karşılık gelir. Tüm algılayıcılar binary ( ikili sistem, 20, 21, 23,... ) sistemde çalışır. Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 81

82 Veri İşleme ve Görsel Yorumlama Dijital Görüntünün Özellikleri Çözünürlük, bir görüntüleme sisteminde kayıt edilen detayların ayırt edilebilirlik ölçütüdür. Sayısal (uydu görüntüleri) için 4 farklı çözünürlük tanımlanmaktadır: Konumsal (Uzaysal) Çözünürlük Radyometrik Çözünürlük Spektral Çözünürlük Zamansal Çözünürlük Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 82

83 Konumsal (Uzaysal) Çözünürlük Bir görüntüde fark edilebilir en küçük detay, algılayıcının konumsal çözünürlüğü ile ilgilidir ve görülebilen en küçük hedef boyutunu tanımlar. GSD: Ground Sampling Distance YÖA: Yer Örnekleme Aralığı: Komşu piksellerin merkezlerinin yeryüzündeki fiziksel karşılıklarıdır. Genellikle cm. ve/veya m. cinsinden ifade edilir. Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 83

84 Konumsal (Uzaysal) Çözünürlük Aynı bölgenin farklı uzaysal çözünürlüklerde örneklenmesi Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 84

85 Konumsal (Uzaysal) Çözünürlük Ticari uydular yarım metreden kilometrelere varan çözünürlükler sağlamaktadırlar. Sadece çok büyük nesnelerin görülebildiği görüntülerin çözünürlüğü düşük, küçük nesnelerin ayırt edilebildiği görüntüler ise yüksek çözünürlüklüdür. Farklı konumsal çözünürlüğe sahip uydu görüntüleri (Eminönü, İstanbul) Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 85

86 Konumsal (Uzaysal) Çözünürlük Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 86

87 Konumsal (Uzaysal) Çözünürlük Pan-Sharp İşlemi QuickBird multispektral görüntüsü, 2.4m YÖA QuickBird pankromatik görüntüsü, 0.60m YÖA Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 87

88 Konumsal (Uzaysal) Çözünürlük Pan-Sharp İşlemi 2.4m YÖA 0.6m YÖA Pan-sharp QuickBird görüntüsü, 0.6m YÖA Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 88

89 Konumsal (Uzaysal) Çözünürlük 15m GSD ile genel bir bakış Harita yapımı olanakları 10m GSD ile başlar 5m GSD ile ana yollar ve büyük binalar 2m GSD ile tekli binalar 1m ve altı GSD ile ayrıntılı olarak binalar tanınabilir Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 89

90 Konumsal (Uzaysal) Çözünürlük (Karakış vd., 2005) Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 90

91 Konumsal (Uzaysal) Çözünürlük Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 91

92 Konumsal (Uzaysal) Çözünürlük 1m YÖA, IKONOS 30m YÖA, Landsat 5 Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 92

93 Radyometrik Çözünürlük Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 93

94 Radyometrik Çözünürlük Aynı bölgeye ait değişik renk tonlarına sahip görüntüler karşılaştırıldığında, radyometrik çözünürlükle ilişkili olarak detay ayırt etme seviyesindeki fark göze çarpmaktadır. Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 94

95 Radyometrik Çözünürlük 2 renk tonu 16 renk tonu Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 95

96 Radyometrik Çözünürlük Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 96

97 Görüntü Elde Etme Renkler, üç ana rengin (kırmızı, yeşil, mavi) farklı oranlarda karıştırılması ile elde edilir. İnsan gözü sadece görünür bölgedeki dalga boylarını algılamaktadır. Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 97

98 Görüntü Elde Etme Doğal ve Yapay Renkli Görüntüler Optik görüntüler oluşturulurken, sırasıyla kırmızı yeşil ve mavi bantlara ait görüntüler bilgisayar ekranında görüntülendiğinde doğal renkli görüntü, diğer tüm bant kombinasyonlarının görüntülenmesi durumunda ise yapay renkli görüntü elde edilir. (1) Doğal renkli kompozit (TM bandları 3, 2 ve 1) (2) Yapay renkli kompozit (TM bandları 4, 3 ve 2) Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 98

99 Görüntü Elde Etme Doğal ve Yapay Renkli Görüntüler Kaynak: Esat, Mavi Gezegen Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 99

100 Görüntü Elde Etme Doğal ve Yapay Renkli Görüntüler Yapay görüntüler, özellikle insan gözünün duyarlı olmadığı bir spektral bölgedeki yansımaya ilişkin bilgi sağlayarak gözün algılamadığının görünür hale getirildiği görüntüler olup bazı uygulama alanları için büyük öneme sahiptirler. Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 100

101 Görüntü Elde Etme Doğal ve Yapay Renkli Görüntüler RGB (3,2,1) Doğal Renkli Siyah Beyaz Doğal Renkli Renkli Kızılötesi - Yapay Renkli (R = CIR yansıma), siyah / beyaz Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 101

102 Görüntü Elde Etme Doğal ve Yapay Renkli Görüntüler Landsat ETM+ görüntüsü; Solda 3,2,1 gerçek renk kombinasyonu ve sağda 7,4,2 yapay renk kombinasyonu. Kaynak: Esat, Mavi Gezegen Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 102

103 Görüntü Elde Etme Doğal ve Yapay Renkli Görüntüler Radar görüntüleri de siyah-beyaz görüntüler olup kırmızı mavi yeşil (RGB) kombinasyonunda çok-spektrumlu, çokzamanlı ve çokpolarizasyonlu görüntülerin kullanılması ile renkli görüntü elde edilebilir. (1) Bir tarım bölgesine ait radar görüntüsü (2) Aynı bölgenin YY (Yatay-Yatay), DD (Düşey-Düşey) ve YD (Yatay- Düşey) polarizasyonları ile oluşturulmuş renkli görüntüsü Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 103

104 Görüntü Elde Etme Doğal ve Yapay Renkli Görüntüler Aster Görüntüsü; Sağda görüntü kullanılarak yapılan mercan resifi sınıflandırması, Brezilya. Kaynak: Esat, Mavi Gezegen Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 104

105 ÖZET - ALGILAYICILAR Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 105

106 ÖZET - TAŞIYICI SİSTEMLER ve ALGILAYICILAR - Fotogrametri Cessna 208B Grand Caravan ES-MAA ADS40 Sayısal hava kamerası ve ALS50-II Lazer Tarayıcı Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 106

107 ÖZET- TAŞIYICI SİSTEMLER ve ALGILAYICILAR Uzaktan Algılama Kutupsal Yörüngeli (600km 1000km) Uzaktan Algılama Uyduları Landsat 7 Aster Kometa (TK-350) Spot 5 Ikonos - VİDEO QuickBird) Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 107

108 ÖZET - GENEL Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 108

109 FOTOGRAMETRİ TEKNİĞİ ve UZAKTAN ALGILAMA İLİŞKİ Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 109

110 FOTOGRAMETRİ ve UZAKTAN ALGILAMA TEKNİĞİ BÖLÜMÜMÜZ UYGULAMALARI Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 110

111 FOTOGRAMETRİ ve UZAKTAN ALGILAMA TEKNİĞİ BÖLÜMÜMÜZ UYGULAMALARI Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 111

112 FOTOGRAMETRİ ve UZAKTAN ALGILAMA TEKNİĞİ BÖLÜMÜMÜZ UYGULAMALARI Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 112

113 FOTOGRAMETRİ ve UZAKTAN ALGILAMA TEKNİĞİ BÖLÜMÜMÜZ UYGULAMALARI Arazi örtüsünün Sınıflandırılması ve Çevresel etkilerin araştırılması Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 113

114 FOTOGRAMETRİ ve UZAKTAN ALGILAMA TEKNİĞİ BÖLÜMÜMÜZ UYGULAMALARI Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 114

115 FOTOGRAMETRİ UZAKTAN ALGILAMA KURULUŞLAR Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 115

116 TEMEL GÖRÜNTÜ BİLGİSİ DERSİNİN İÇERİĞİ Giriş, Tanım ve Kavramlar Görüntü Bilgisi için Temel Esaslar, Fotoğraf, Görüntü ve Özellikleri, Farklılıklar, Koordinat Sistemleri Algılama Sistemleri, Özellikleri ve Sağladıkları Veriler (Optik ve Optik Olmayan-Radar Sistemler), Sayısal Yüzey, Yükseklik ve Arazi Modeli Kavramları Optik, radar ve lazer görüntülerinden 3 boyutlu Sayısal Yüzey Modellerinin Üretilmesinin Temel Unsurları İlgili Örnek ve Uygulamalar Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 116

117 DERSİN KAYNAKLARI, Doç. Dr. Umut G. SEFERCİK, BEÜ Müh. Fak. Geomatik Müh. Bölümü, 2014 Fotogrametri I Ders Notları, Yrd. Doç. Dr. Aycan Murat MARANGOZ, BEÜ, Allison, W. (2006) Fundamental physics for probing and imaging, Oxford University Press,334 syf. İnternet Kaynakları, Sunular, Kaynak kitaplara ek elektronik belgeler, Ödevler, Duyurular, Ulusal ve Uluslararası Kuruluşlar Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ 117