Uzaktan Algılama Teknolojileri Ders 4 Pasif - Aktif Alıcılar, Çözünürlük ve Spektral İmza Alp Ertürk alp.erturk@kocaeli.edu.tr
Pasif Aktif Alıcılar Pasif alıcılar fiziksel ortamdaki bilgileri pasif olarak toplayarak veri oluşturur Toplanan bilgi titreşim, ışık, ışınım ve ısı gibi farklı tepkiler olabilir En genel pasif alıcı yapısı, güneş ışınının sahneden yansımasını toplayarak veriyi oluşturur
Pasif Aktif Alıcılar Pasif da sahneden yansıyan enerji kullanılabildiği gibi, sahneden yayılan enerji de kullanılabilir Hangi yaklaşımın kullanılacağı dalga boyuna (ve görüntüleme teknolojisine) bağlıdır
Pasif Aktif Alıcılar Pasif alıcıların genel avantajları Kendi enerji kaynaklarına ihtiyaçları yoktur Daha ucuz alıcı (genelleme) Daha küçük alıcı (genelleme) Pasif olarak çalıştıkları için karşı taraftan algılanmaları mümkün değildir => Özellikle askeri uygulamalarda önemli! Pasif alıcıların genel dezavantajı Düşük enerji (örn. düşük güneş ışığı) ortamında verimleri düşüktür
Pasif Aktif Alıcılar Bazı pasif alıcılar: Pan-kromatik (1 bant) Kızılötesi (1 bant) Multispektral (3-10 spektral bant) Hiperspektral (50... spektral bant)
Pasif Aktif Alıcılar Pan-kromatik Tek kanallı alıcıdır Görünür dalgaboyu aralığında ortalama alır Ölçülen fiziksel değer görünür ışıklılıktır Spektral bilgi veya renk bilgisi içermez Örnek alıcılar: Worldview-1 IKONOS PAN SPOT HRV-PAN
Pasif Aktif Alıcılar Kızılötesi Tek kanallı alıcıdır Kızılötesi dalgaboyu aralığında ortalama alır. NIR, SWIR, MWIR veya LWIR bölgesinde olabilir (En sık kullanılan NIR) Ölçülen fiziksel kızılötesi ışımadır Spektral bilgi veya renk bilgisi içermez
Pasif Aktif Alıcılar Multispektral Birkaç kanallı alıcıdır Her kanal belirli bir dalgaboyu aralığında ışımaya hassastır Renk ve kısıtlı spektral bilgi içerir En sık kullanılan kanallar mavi, yeşil, kırmızı ve yakın kızılötesidir Örnek multispektral alıcılar: Landsat IKONOS MS
Pasif Aktif Alıcılar Örnek multispektral alıcı: Landsat 7 ETM Bant / Kanal Dalgaboyu (μm) Spektral bölge 1 0.45 0.52 Mavi yeşil 2 0.52 0.60 Yeşil 3 0.63 0.69 Kırmızı 4 0.75 0.90 NIR 5 1.55 1.75 SWIR 6 10.4 12.5 Termal Kızılötesi 7 2.08 2.35 SWIR 8 0.52 0.90 Pankromatik
Pasif Aktif Alıcılar Hiperspektral Genellikle yüzlerce kanal bulunduran alıcıdır Her kanal belirli bir dar dalgaboyu aralığında ışımaya hassastır Yüksek spektral bilgi içerir VIS, VNIR, NIR, SWIR, MWIR ve LWIR bölgelerinde olabilir Örnek hiperspektral alıcılar: AVIRIS Hyperion EO1
Pasif Aktif Alıcılar Hiperspektral
Pasif Aktif Alıcılar
Pasif Aktif Alıcılar Aktif alıcılar, kendi içlerinde bir işaret, belirli bir dalgaboyunda ışıma veya elektron gönderen verici bulundurur Aktif alıcılar, verici tarafından gönderilen etkinin sahneden / hedeften yansımasına göre veri oluşturur
Pasif Aktif Alıcılar Aktif alıcıların genel avantajları: Hava durumundan bağımsızdır Güneş ışığından bağımsızdır, gündüz ve gece kullanılabilir Güneşten gelen enerjinin düşük olduğu dalgaboyu aralıklarında görüntüleme imkanı sağlarlar (örn. Mikrodalga) Aktif alıcıların genel dezavantajları: Genel olarak pasif alıcı sistemlere göre daha yüksek maliyet Tespit edilmeleri mümkün (Özellikle askeri uygulamalarda önemli!)
Pasif Aktif Alıcılar Bazı aktif alıcılar: SONAR LiDAR SAR X-RAY Mikrodalga
Pasif Aktif Alıcılar SONAR (Sound Navigation And Ranging) Ses dalgalarının gönderilmesi ve yansımalarının alınması esasına dayanır Düşük ışıklılıkta veya bulanık ortamlarda verimi düşmez Askeri uygulamalarda sık kullanıldığı gibi, balıkçılık ve arkeoloji gibi sivil uygulamalarda da kullanılır
Pasif Aktif Alıcılar LiDAR (Light Detection And Ranging) Laser gönderilerek yansımasının algılanması esasına dayanır Laserin dönüş süresine bağlı olarak mesafe / yükseklik bilgisi elde edilir Askeri uygulamalarda kullanıldığı gibi, şehir planlama ve ormancılık gibi birçok sivil uygulamada da kullanılır
Pasif Aktif Alıcılar SAR (Synthetic Aperture Radar) Radyo dalgalarının gönderilerek yansımasının algılanması esasına dayanır Özellikle askeri uygulamalarda kullanılmakla birlikte, maden / mineral keşfi ve çevre gözlem gibi sivil uygulamalarda da kullanım bulabilmektedir
Diyalog
Çözünürlük Dört çeşit çözünürlük tanımından söz edilebilir: Spektral çözünürlük (Spectral resolution) Uzamsal çözünürlük (Spatial resolution) Zamansal çözünürlük (Temporal resolution) Radiometrik çözünürlük (Radiometric resolution)
Spektral çözünürlük Dalga boyları farklarını ayırt edebilme yeteneğidir (Δλ) Multispektral, hiperspektral, ultraspektral gibi kavramlar spektral bant sayısı ile ilişkilidir! Ancak spektral çözünürlük de hiperspektrale doğru artmaktadır Dalgaboyu aralıkları daha küçük olan bir hiperspektral görüntünün spektral çözünürlüğü, dalgaboyu aralıkları büyük olan bir görüntüye göre daha yüksektir
Spektral çözünürlük
Uzamsal Çözünürlük Görüntünün piksellerin gerçek dünyada kapladıkları alan boyutu ile ters ilişkilidir. Pikselin kapladığı alan ne kadar küçükse, görüntünün uzamsal çözünürlüğü o kadar yüksektir Pikselin kapladığı alanın çapı, alıcının yüksekliği / mesafesi ile anlık görüş açısının çarpımı ile elde edilir
Uzamsal Çözünürlük
Uzamsal Çözünürlük
Radiometrik Çözünürlük Verinin alıcı tarafından ifade edilmesinde kullanılan dijital kuantalama seviyeleri sayısını ifade etmektedir Kuantalama seviyesi sayısı ne kadar yüksekse, radiometrik çözünürlük de o kadar yüksektir Kuantalama, analog gerçek dünya değerlerinin dijital olarak belirli seviyelerde ifade edilebilmesi için kullanılmaktadır Kuantalama seviyesi ne kadar çoksa, değer kayıpları (genel olarak) o kadar azdır
Radiometrik Çözünürlük
Zamansal Çözünürlük Bir alıcının aynı konumdan ne sıklıkla geçtiği (aynı sahneyi ne sıklıkla görüntülediği) ile ilişkilidir Süre farkı ne kadar azsa zamansal çözünürlük o kadar yüksektir Özellikle uydu alıcıları için anlamlıdır
Zamansal Çözünürlük
Zamansal Çözünürlük
Diyalog
Spektral Bantlar
Spektral Bantlar
Spektral İmza Spektral imza, dalgaboyuna bağlı olarak yansıma / yayılım miktarındaki değişimdir Yansıma / yayılım yapan yüzey / malzeme ile ilgili bilgi verir Spektral imza, malzemenin kimyasal veya fiziksel yapısına bağlıdır Farklı materyallerin spektral imzaları birbirinden farklıdır Spektral imza mevsim koşullarına göre değişebilir
Spektral İmza Örnek spektral imza: Bitki Klorofil nedeniyle farklı mevsimlerde farklı renklerde görünür NIR bölgesinde yüksek yansıma Yüksek NIR ve düşük kırmızı yansıma => sağlıklı, düşük NIR ve yüksek kırmızı yansıma => sağlıksız
Spektral İmza Örnek spektral imza: Bitki
Spektral İmza Örnek spektral imza: Bitki Detaylı bakış:
Spektral İmza
Diyalog
Sorular?????