Uzaktan Algılamanın Doğal Ekosistemlerde Kullanımı PROF. DR. İ BRAHİM ÖZDEMİR S DÜ ORMAN FAKÜLTESI I S PARTA (19-25 MART 2018 / ANTALYA) 1
Uzaktan Algılama Nedir? Hava Platformları Arada fiziksel bir temas olmaksızın cisimler hakkında bilgi toplanmasıdır. Helikopter Uçak İnsansız Hava Aracı Uzay Platformları Yer Platformları Quickbird Uydusu Göktürk-2 Uydusu 2
Uzaktan Algılama Sistemleri 1- Pasif Algılayıcı Sistemler Multispektral Hiperspektral 2- Aktif Algılayıcı Sistemleri LiDAR (Light Detection And Ranging) RADAR (RAdio Detecting And Ranging ) Pasif Sistemler Pasif sistemler yeryüzünün doğal yayılım enerjisi veya güneş enerjisinin yansıtımını algılayan optik ve termal algılayıcılardır Aktif Sistemler kendi enerji kaynaklarını kullanırlar. Hedefe ürettikleri elektromanyetik dalga sinyallerini veya lazer ışını yollar ve hedeften saçılan enerjiyi algılarlar RADAR LiDAR 3
Görüntü Formatı Çok Bantlı Uydu Görüntüleri ve RADAR görüntüleri RASTER formatındadır Şehir Raster Harita Raster Vektor Orman Gerçek Manzara Nehir Vektör Harita 4
LiDAR verileri NOKTA VEKTÖR formatındadır 3B Lazer Nokta Bulutu Hava Fotoğrafı LiDAR Örnek Enkesitler 5
LİDAR 6
Elektromanyetik Spektrum Uzun Dalga boyu (Düşük Frekans) Kısa Dalga boyu (Yüksek frekans) Radyasyon Tipi Dalga Boyu (m) Dalga Boyunun yaklaşık Ölçeği Binalar İnsan Boyu Kelebek İğne Ucu Tek Hücreliler Molekül Atom Atom Çekirdeği Frekans (Hz) 7
Cisimlerin Yansıtım Özellikleri Görünür Bölgede Bitki Örtüsünün ayırt edilmesi çok zorken, Kızılötesi bölgede farklı bitki örtülerinin spektral özellikleri arasındaki farklar artıyor. 1 mm = 1000 µm 1 µm = 1000 nm µm 8
Sayısal Görüntüde piksel kavramı? Örneğin RapidEye uydu görüntüsü (Çözünürlük 5 m) Bant 1: Mavi (440-510 nm) Bant 2: Yeşil (520-590 nm) Bant 3: Kırmızı (630-685 nm) Bant 4: Kırmızı kenarı (690-730 nm) Bant 5: Yakın Kızılötesi (760 850) nm Piksel Sayısal Görüntü nedir? 8 bit = 2 8 256 gri renk tonu Görüntü: Fethiye-GÖCEK Körfezi Bant 1 Bant 2 Bant 3 Bant 4 Bant 5 9
Multispektral uydu verilerine örnek: RapidEye uydu görüntüsü (Çözünürlük 5 m) Bant 1 Bant 1 Bant 1 Bant 5 Bant 2 Bant 5 Bant 2 Bant 3 Bant 3 Bant 3 Bant 5 Bant 2 Gerçek Renkli Görüntü Yanlış Renkli Görüntü Yanlış Renkli Görüntü Yanlış Renkli Görüntü Görüntü: Fethiye-GÖCEK Körfezi 10
ÇÖZÜNÜRLÜK (Görüntü piksellerinin boyutu) WorldView-2 Çözünürlük: 2 m SPOT-5 Çözünürlük: 10 m ASTER Çözünürlük: 15 m Landsat-8 OLI Çözünürlük: 30 m 11
Hangi sistemle algılanmış görüntüyü tercih etmeliyim? Multispektral? RADAR? LiDAR? L Bant Enkesitler (3B Lazer Nokta Bulutu) RapidEye 5 m çözünürlük JERS-1, L, 23,5 cm, HH, 35 0 m 2 de nokta yoğunluğu 30 12
Uzaktan Algılama Verilerinin Doğal Ekosistemlerde Kullanım Alanları Dere Zonu Ekosistemleri Bataklık Ekosistemler Çöl Ekosistemleri Mera Ekosistemleri 13
KÜRESEL ÖLÇEKTE İZLEME ve HARİTALAMA ÇALIŞMALARI Ormansızlaşmanın Doğal Afetler (sel, kasırga vb.) Sulak Alanlar Zirai Faaliyetler Çölleşme Şehirleşme Deniz Kirliliğinin İzlenmesi Buzullar Karla Kaplı Alanlar Volkanik Faaliyetler MODIS uydu verisinden elde edilen Bitki İndeksleri (250 x 250 m çözünürlük) kullanılarak, 16 günde bir tüm gezegenimizin bitki örtüsü durumu haritalanabilmektedir. 14
KÜRESEL ÖLÇEKTE İZLEME ve HARİTALAMA ÇALIŞMALARI MODIS Zirai İzleme Sistemi NDVI Bitki İndeksine göre normalin altında ve üstünde olan yerler http://glam1.gsfc.nasa.gov/ 15
YABAN HAYATI ÇALIŞMALARI 16
YABAN HAYATI ÇALIŞMALARI LANDSAT uydu verileri kullanılarak şempanzeler için habitat uygunluk haritasının yapılması Kaynak: Jantz, S. M., Pintea, L., Nackoney, J., & Hansen, M. C. (2016). Landsat ETM+ and SRTM Data Provide Near Real-Time Monitoring of Chimpanzee (Pan troglodytes) Habitats in Africa. Remote Sensing, 8(5), 427. 17
YABAN HAYATI ÇALIŞMALARI LiDAR verileri kullanılarak Brachyramphus marmoratus için üreme habitatlarının modellenmesi Kaynak: Hagar, J. C., Eskelson, B. N., Haggerty, P. K., Nelson, S. K., & Vesely, D. G. (2014). Modeling marbled murrelet (Brachyramphus marmoratus) habitat using LiDAR derived canopy data. Wildlife Society Bulletin, 38(2), 237-249. 18
YABAN HAYATI ÇALIŞMALARI Lazer tarama verilerinden türetilen Tepe Çatısı Yükseklik Modeli ve topoğrafik değişkenler kullanılarak «kuş türü zenginliğinin» modellenmesi Kaynak: Goetz, S., Steinberg, D., Dubayah, R., & Blair, B. (2007). Laser remote sensing of canopy habitat heterogeneity as a predictor of bird species richness in an eastern temperate forest, USA. Remote Sensing of Environment, 108(3), 254-263. 19
YABAN HAYATI ÇALIŞMALARI Kuş Türü Zenginliğinin Modellenmesi ve Haritalanması 20
ORMAN EKOSİSTEMLERİ Yanan yüzölçümünün hesaplanması ve Yangın zararının derecesinin belirlenmesi 21
ORMAN EKOSİSTEMLERİ 1984 yılı 2000 yılı Silvikültürel faaliyetlerin izlenmesi Uzaktan algılama verileri, ağaçlandırma ve erozyon kontrol çalışmalarının başarısının değerlendirilmesi ve bunların arazi yapısında meydana getirdiği değişimlerin belirli zaman aralıklarıyla hızlı biçimde ortaya koyulmasında çok önemli bir bilgi kaynağıdır. 22
ORMAN EKOSİSTEMLERİ Tıraşlama Silvikültürel faaliyetlerin izlenmesi Doğal gençleştirme RapidEye Görüntüsü 23
ORMAN EKOSİSTEMLERİ Özellikle Ulaşılamayan Orman Ekosistemlerinde Ormansızlaşmanın izlenmesi Landsat 1990 Landsat 2000 Landsat 2010 24
ORMAN EKOSİSTEMLERİ Bölgesel ölçekte Orman Alanlarının Sınıflandırılması Landsat Görüntüsü Görüntü Dilimleme Sınıflandırılmış Görüntü 25
ORMAN EKOSİSTEMLERİ Meşcere Çeşitliliğinin Tahmini LiDAR Tepe Yükseklik Modeli + Görüntü Tekstürü Kncd3 Çsc3 Jmbc3 Çeşitlilik Yüksek Çeşitlilik Orta Çeşitlilik Düşük 26
ORMAN EKOSİSTEMLERİ Meşcere Haritalarının Hazırlanması Hava Fotoğrafı Hava Fotoğrafının Yorumlanması Ve Taslak Meşcere Haritasının Hazırlanması Meşcere Haritası 27
ORMAN EKOSİSTEMLERİ Biyokütle, Karbon ve Ağaç Hacminin Tahmini LiDAR verisinin Yükseklik değerleri kullanılarak meşcere hacmi tahmin edilebilir 28
ORMAN EKOSİSTEMLERİ Böcek ve Hastalıklardan zarar gören Ağaçların Kısa Sürede Tespiti İnsansız Hava Aracı Hasta Ağaçlar (Turuncu renkli) 29
ORMAN EKOSİSTEMLERİ Fırtına zararlarının kısa sürede tespiti İnsansız Hava Aracı Fırtına Devrikleri 30
ORMAN EKOSİSTEMLERİ Meşcere yapısının belirlenmesi Yersel LiDAR Cihazı Nokta Bulutu (x,y,z) Nokta Bulutunun Enine Kesiti 31
SULAK ALAN EKOSİSTEMLERİ Sazlık ve Bataklık Alanlarda,Su Kalitesi ve Bitki Örtüsünün İzlenmesi Fethiye - Karaot Sulak Alanı Haritalama Çalışması RapidEye Uydu Görüntüsü 32
SULAK ALAN EKOSİSTEMLERİ Dere Zonu Ormanlarının Haritalanması ve İzlenmesi Isparta Aşağıgökdere RapidEye Görüntüsü Sınıflandırılmış Görüntü 33
SULAK ALAN EKOSİSTEMLERİ Deniz Quickbird uydu verisiyle Sahil Kumullarının İzlenmesi Projesi (Fethiye-Kumluova Kumul Sahası) 34
SULAK ALAN EKOSİSTEMLERİ Göl ekosistemlerinde Su Kalitesinin İzlenmesi Kovada Gölü Landsat-8 Uydu Görüntüsü 35
DENİZ EKOSİSTEMLERİ Denizlerde Su Kalitesinin İzlenmesi Uydu bazlı Klorofil (CHL) Konsantrasyonu Haritası MODIS Aqua Ocean Color (EOS PM-1) Çözünürlük 1000 x 1000 m 36
DENİZ EKOSİSTEMLERİ Denizlerde Su Kalitesinin İzlenmesi AZAK Denizi KARADENİZ Avrupa Uzay Ajansı (ESA) - Sentinel Uydu Verilerine Dayalı olarak hazırlanmış «Askıda Katı Madde» Haritası 37
BUZUL EKOSİSTEMLERİ Buzul tabakası kalınlığının Haritalanması ve İzlenmesi ESA - CryoSat Operasyonel Kutup İzleme Uydusu 38
YÜKSEK DAĞ EKOSİSTEMLERİ Ağaç sınırındaki Değişimlerin İzlenmesi Hava Fotoğrafları 39
ÇÖL EKOSİSTEMLERİ Kum Fırtınalarının Haritalanması ve İzlenmesi NASA NAOO AVHRR Uydusu 40
ÇÖL EKOSİSTEMLERİ Çok Yüksek çözünürlüklü uydu verileri ya da sayısal hava fotoğrafları ile küresel ısınmanın ve iklim değişikliklerinin izlenmesi USA, Arizona Sonoran Çölü Hava Fotoğrafı, çözünürlük: 10x10 cm 41
ÇÖL EKOSİSTEMLERİ ÇÖL YATIR ORMANI YATIR ORMANI ÇÖL Necef Çölü sınırında bulunan Halep Çamı ormanındaki ağaç ölümlerinin IKONOS uydu görüntüleri ile izlenmesi projesi 42
MERA EKOSİSTEMLERİ Mera Verimliliğinin Haritalanması ve Restorasyon çalışmalarının İzlenmesi 43
Özetle; Uzaktan algılama verilerinin çok çeşitli olduğu görülmektedir (Hava Fotoğrafları, Çok Bantlı Uydu Görüntüleri, RADAR, LiDAR). Çalışma amacına uygun görüntü verisi seçilmelidir. Uzaktan Algılama verilerinin, doğal ekosistemler için Konusal (tematik) hazırlanmasında önemli bir bilgi kaynağı olduğu anlaşılmaktadır. Altlık Haritaların Özellikle uydu sistemleri, sürekli veri akışı ve hızlı yorumlama imkanı sağladıklarından, doğal kaynakların planlaması ve izlenmesinde büyük kolaylıklar sağladığı görülmektedir 44
Teşekkürler 45