UZAKTAN ALGILAMA Yrd. Doç. Dr. Mustafa DİHKAN Karadeniz Teknik Üniversitesi Harita Mühendisliği Bölümü 61080 Trabzon mdihkan@ktu.edu.tr 1
Dersin İçeriği Uzaktan Algılamanın tanımı Elektromanyetik Enerji kavramı Dalga Kavramı Güneş Işını ile Atmosferin Etkileşimi Pasif Kaynak Kullanarak Görüntü Elde Etme Yöntemleri Piksel, bant, sayısal görüntü kavramları Pankromatik, multispektral, hiperspektral kavramları 2
Uzaktan Algılama Nedir? 3
Sıradışı Tanımlar Uzaktan Algılama dünyayı küçük çok renkli karelere bölme ve bu karelerle bilgisayarda oynayarak erişilmesi başka türlü mümkün olmayan bilgileri ortaya çıkarma sanatıdır. - Jon Huntington, CSIRO Exploration, Geoscience, Australia Uzaktan algılama resim yapmanın en pahalı yoludur. - Andrew Bashfield, Intergraph Corparation 4
Mozaiklerin yapım tekniği ile dijital görüntüler arasında bir benzerlik var mı? 5
Geleneksel Tanım Uzaktan algılama bilimi; Bir hedef nesneden yayımlanan veya yansıyan elektromanyetik radyasyonun hedef nesne ile herhangi bir temas olmaksızın uzak bir noktadan bir cihaz veya gözlemci tarafından ölçülerek kaydedilmesi ve toplanan bu ölçümlerin analizi ve yorumlanmasıdır. Uzaktan algılama ile dünyanın gözlenmesi deyince atmosfer, kara parçaları, okyanuslar veya buz yüzeylerindeki nesnelerden yayılan veya yansıyan elektromanyetik radyasyonun uçaklar veya uydulardaki algılayıcılar yardımıyla ölçülerek yorumlanması, yeryüzündeki veya atmosferdeki nesnelerin yapıları ve dağılımları ile yapılan ölçümler arasında ilişkiler kurulmasıdır. Uzaktan algılama denince hedef nesne hakkında ölçme ve algılama işlemlerinde elektromanyetik enerjinin kullanıldığı yöntemler kastedilir. 6
Uzaktan algılama nasıl çalışır? Atmosferdeki veya yeryüzündeki farklı nesneler elektromanyetik enerjiyi farklı oranlarda yansıtır, soğurur, iletir veya yayımlar. Farklı nesneler üzerinden farklı oranlarda yansıyan ve yayımlanan elektromanyetik enerjinin miktarının ölçülüp yorumlanması ile bu nesneler birbirlerinden ayrıştırılarak tanımlanabilir. 7
Günümüzde Uyduları Neleri İzlemede Kullanıyoruz : Okyanuslar Ozon Havadaki toz Yangınlar Rüzgar Bitki örtüsü Kar Kutuplardaki ve dağlardaki buz kütleleri Yağış Hava kirliliği Bulutlar Kasırgalar Okyanus sıcaklıkları 3-D konumlar Sehir gelişimleri Ormansızlaşma ve kuraklaşma Seller Hatta depremler... 8
Günümüzde Uzaktan Algılama İçin Kullanılan Platformlar Uçak Yersel Uydular 9
Galileo UZAKTAN ALGILAMANIN TARİHİ 1609 Galileo küçük teleskopu ile güneş üzerinde lekeler olduğunu ve ay yüzeyinin göründüğü kadar düzgün ve yuvarlak olmadığını gördü. Ayrıca samanyolunun sayısız soluk yıldızlardan oluştuğunu gözlemledi Galileo nun en harika ve o gün için tartışmalı keşfi, jüpiterin uydularını gözlemlemesi ve dünya merkezli bir evrende tüm gök cisimlerinin dünyanın etrafında döndüğü tezi idi. http://stlab.iis.u-tokyo.ac.jp/~wataru/lecture/rsh/history_2.html İlk Hava Fotoğrafı 1858 Gaspard Felix Tournachon (Nadar) ilk hava fotoğrafı çeken kişi olarak bilinir. 520 metre yükseklikten ballon kullanarak Paris şehrine ait hava fotoğrafları çekmiştir. Amaç, şehir plancılarına altlık sağlamaktı. http://www.curious-eye.com/photography_pg7.php 10
Eldeki Mevcut En Eski Hava Fotoğrafı 1860 En eski mevcut hava fotoğrafı Boston kentine aittir ve James Wallace Black tarafından 13 Ekim 1860 tarihinde çekilmiştir. Balonların ilk kez keşif ve casusluk amaçlı kullanımı 1861 http://www.curious-eye.com/photography_pg7.php Sivil savaş süresince Amerikan ordusu balonlardan çekilen fotoğrafları müttefik birlikler hakkında keşif amaçlı bilgi toplamak için kullanmıştır. 11 http://www.nationalgeographic.com/eye/sat/satel_2.html
Uçurtma Kullanılarak Çekilen İlk Hava Fotoğrafı 1880 lerin sonu M. A. Batut M. Fransa da Labruguiere kentine ait fotoğrafları uçurtmaya monte ettiği fotoğraf makinesi ile 1880 li yılların sonlarına doğru çekmiştir. Güvercinlerin Kullanılması Labruguiere, Fransa, 1889 Fotoğraf: M. A. Batut http://arch.ced.berkeley.edu/kap/background/history1.html 1903 Bavarian güvercin şirketi güvercinlerin karınlarına bağlanan kameraları keşif ve casusluk amaçlı fotoğraf çekimlerinde kullanmıştır. Kullanılan kameralarda her 30 saniyede bir çekim yapmaları için kurulmuş bir düzenek vardı. http://www.geog.ucsb.edu/~jeff/115a/history/pigeonremotesensing.html 12
Uçak Kullanılması 1908 Wright kardeşler wright flyer ismini verdikleri uçakla ilk başarılı uçuşlarını 17 Aralık 1903 tarihinde gerçekleştirdi. 1908 tarihinde Wilbur Wright ve fotoğrafçı L.P. Bonvillain ilk kez uçaktan fotoğraf çektiler. Bundan bir yıl sonra Wilbur Wright ilk kez uçaktan sessiz film çekti. Uzaydan Dünyanın İlk Fotoğrafı http://www.nasm.si.edu/imagedetail.cfm?imageid=102 1946 İkinci dünya sanaşında hava fotoğrafları daha da önemli hale geldi. İngilizler hava fotoğrafları ile Almanlara ait V-1 ve V-2 roketlerini ve bunların üslerini açığa çıkarttı. Almanlardan ele geçirilen V-2 roketi Amerikalılar tarafından New Mexico üssütnden uzaya fırlatılmış, üzerine patlayıcı yerine kamera yerleştirilmiş ve ilk kez uzaydan dünyanın fotoğrafı çekilmiştir. http://www.nationalgeographic.com/eye/sat/satel_3.html 13
İlk Yapay Uydu (Sputnik) 1957 İlk yapay uydu Sputnik Sovyetler Birliği tarafından 4 Ekim 1957 yılında yörüngeye oturtulmuştur. Sputnik uydusu basketbol topu büyüklüğündeydi ve üzerinde dünyaya radyo sinyalleri gönderen bir veri vardı. Bu sayede sovyetler uyduyu dünyadan takip edebiliyorlardı. Dünyadan alınabilen radyo sinyalleri sembolik olarak sovyetlerin uzaydaki liderliğini temsil ediyordu. Amerikalılar Sputnik in fırlatılışından tam 4 ay sonra ilk uyduyu uzaya fırlattı. http://www.nationalgeographic.com/eye/sat/satel_4.html TIROS-1 (Television and Infrared Observation Satellite ) 1960 1 Nisan 1960 yılında TIROS-1 uydusu atmosferdeki hava durumunu ve bulutları izleme maksadıyla fırlatıldı. İlk kez çekilen atmostere ait seri görüntüler hemen meteorologlar tarafından kullanılmaya başlandı. http://www.nationalgeographic.com/eye/sat/satel_4.html 14
Küba Füze Krizi 1962 14 Ekim 1962 yılında Amerikan U-2 casus uçakları Küba da Sovyetlere ait füzelerin ve bunlara ait üslerin olduğunğ doğruladı. http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/95/usaf.u2.750pix.jpg Soldaki görüntü Sovyet füzelerini, füzelerin taşınma anlarını ve bakımlarının yapıldığı üsleri açık bir şekilde göstermektedir. 27.09.2011 15 http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/0e/u2_image_of_cuban_missile_crisis.jpg
Landsat Programı 1972 23 Temmuz 1972 yılında ilk Landsat uydusu fırlatıldı Uydunun adı Earth Resources Technology Satellite (ERTS) idi. Daha sonra uydunun adı Landsat olarak değiştirildi. Uydunun gönderiliş amacı küresel anlamda yeryüzündeki sel, kuraklık gibi doğal afetleri ve yanlış arazi kullanımlarını izlemekti. Landsat programı bünyesinde 6 uydu daha fırlatıldı. En son uydu 15 Nisan 1999 tarihinde fırlatılan Landsat-7 uydusudur. İlk Landsat uydusundan sonra fırlatılan her uydu gerek çözünürlük gerekse teknolojik olarak kendini sürekli yeniledi. Landsat programı 1972 yılından bu yana yeryüzüne ait zengin bir görüntü arşivi oluşturmuş, bu sayede yeryüzeyinde oluşan değişiklikler periyodik olarak izlenebilmiştir. Son gönderilen uydu olan Landsat-7 ETM+ (Enhanced Tematic Mapper Plus) algılayıcısı ile hem görünür hem de görülemiyen ışık bölgelerinde yeryüzünü sekiz bantı ile taramaktadır. 2012 Yılında The Landsat Data Continuity Mission (LDCM) isimli yeni bir uydu Landsat programını devam ettirmek amacıyla gönderilecek http://www.nationalgeographic.com/eye/sat/satel_5.html 16
Landsat Programı Landsat Uyduları ve görev ömürleri 17
Günümüze kadar fırlatılmış Landsat Uyduları 27.09.2011 18
LDCM LDCM yaklaşık 40 yıllık Landsat programının devam etmesini sağlayacak Uydu Dünyayı görünür, yakın kızıl ötesi, orta kızıl ötesi ve termal kızıl ötesi bölgelerde izlemek için iki adet algılayıcı taşıyacak: OLI ve TIRS OLI (Operational Land Imager) 15m çözünürlikte pankromatik ve 30 metre çözünürlükte multispektral bantlara sahip olacak. OLI yeryüzünü bir seferde 168 km eninde koridiorlar halinde tarayacak ve her 16 günde bir tüm dünyanın görüntüsünü çekebilecek TIRS (Thermal InfraRed Sensor ) ise 100m konumsal çözünürlükte termal bir banda sahip olacak LDCM görüntüleri 12 bit radyometrik çözünürlükte olacak 19
OLI (the Operational Land Imager ) Teknik Özellikleri LDCM OLI 8 multispektral ve bir tane pankromatik banta sahip OLI multispektral bantlar elektromanyetik spektrumun görülebilir, yakın kızılötesi ve kısa dalga kızılötesi bölgelerini kapsamaktadır. LDCM OLI Bant-1 özellikle kıyı kesimleri ve atmosferdeki çok küçük taneciklerin analizinde kullanılmaktadır. LDCM OLI band-9 ise sirrus bulutlarının tespitinde faydalı olacaktır. Multispektral bantların uzamsal çözünürlüğü 30 m, pankromatik bantın uzamsal çözünürlüğü ise 15 m dir. OLI algılayıcısı pushbroom tipi sensördür, 4 aynalı teleskopa sahiptir ve görüntüleri 12-bit inceliğinde üretir. 20
OLI Spektral Bantlar /Dalga boyları Bant Çözünürlük Dalga boyu µm Tanımı 1 30m 0.433-0.453 Kıyı/Aerosol 2 30m 0.450 0.515 Mavi 3 30m 0.525 0.600 Yeşil 4 30m 0.630 0.680 Kırmızı 5 30m 0.845 0.885 Yakın kızıl ötesi 6 60m 1.560 1.660 Kısa dalga kızıl ötesi 7 30m 2.100 2.300 Kısa dalga kızıl ötesi 8 15m 1.360 1.390 Pankromatik 9 30m 0.52-0.90 Sirrus http://wiki.landscapetoolbox.org/doku.php/remote_sensor_types:landsat_data_continuity_mission_operational_land_imager 21
OLI ve Landsat Bantları Coastal Sirrus http://landsat.gsfc.nasa.gov/about/ldcm.html OLI Landsat ta olmayan iki yeni banta sahip olacak. Bunlar coastal (kıyılar için) ve sirrus (atmosterdeki bulutları izlemek için) bantları olacak 27.09.2011 22
Termal Kızl ötesi Sensör (TIRS) Termal kızıl ötesi sensör Yer yüzü yüzey sıcaklıklarını iki termal bantla algılayacaktır TIRS Quantum Well Infrared Photodetectors (QWIPs)teknolojisi ile Dünya tarafında yayımlanan ve yoğunluğu u yeryüzü sıcaklıklarına bağlı olan uzun dalga boylu ışığı algılayacaktır. Bu dalga boylarına termal kızıl ötesi denir ve bu bölge insan gözünün görebildiği dalga boylarından oldukça büyüktür TIRS ın uzamsal çözünürlüğü 100 metre olacaktır. 23
Örnek Landsat-8 Görüntüsü İyileştirilmiş görüntü, Batı Avustralya 24
Örnek Landsat-8 Görüntüsü Sacurajimo Volkanı Kyushu, Japonya 25
Mikrodalga Görüntüleme Sensörleri Güneşten gelen ya da yeryüzünün kendi ürettiği radyasyonu algılamazlar Aktif Sensörler - Kendi enerjilerini kendileri üretirler Mikrodalga enerji bir anten vasıtasıyla yayımlanır ve aynı anten tarafından dönen enerji algılanır. Dalga boyu 1 mm den büyük enerjiyi algılar Bu görüntülere SAR (Synthetic Aperture Radar) görüntüsü de denir. Örnek: ERS-1/2, JERS-1 ENVISAT, RADARSAT 26
Radar Bantları ve Simgeleri 27
Radar Sensörlerin Özellikleri Nesneye gelen güneş ışığının bir kısmı emilir ve kalan kısım yansıtılır. Optik sensorler bu yansıyan ışığı algılar. Her nesne yapısı gereği farklı miktarda ve dalgaboylarında ışığı yansıttıklarından farklı yansıma değerleri oluşur Yani optik sensorlerde hedefin kimyasal yapısı ya da o hedefi oluşturan maddelerin karışımı önem taşır SAR sensörler de ise hedefin geometrisi, yüzeyin pürüzlü olup olmaması ve hedefin dielektrik özellikleri hedefi algılamada önemlidir. Dielektrik özellik te genelde hedefin nemli olup olmamasıyla ilişkilidir. 28
L-Bant (yaklaşık 23 cm.) ağacın yüksekliğine bağlı olarak yaprakları delerek zemine ulaşabilir. Geri yansıma yapraklardan, dallardan, ya da zeminden olabilir. Kuru ve kumlu topraklarda ve buzullarda L-Bant yerin veya buzulun birkaç metre altına kadar işleyebilir. C-bant ağaçlık alanların altına ve toprak ve buzulların üst katmanlarına kadar işleyebilir. Hatta daha kısa dalga X-bant bile bitki örtüsünün toprağın ve buzulların üst tabakasını algılayabilir. 29
Geri dönen enerjinin miktarında polarizasyon önemli. Antenler yatay ya da dikey modda sinyal gönderip alabilirler. HH yatay gönderip yatay alıyor VV Dikey gönderip dikey alıyor HV yatay gönderip dikey alıyor VH dikey gönderip yatay alıyor 30
ERS SAR -1978 Uzaya ilk radar görüntüleyici 1978 yılında Amerika tarafından Seasat uydusu ile fırlatıldı. Sadece L-bant taşıyordu ve 100 gün çalışabildi 13 yıl sonra Avrupa, ilk uzaktan algılama uydusu olan ERS-1 i 800 km yukseklikteki yörüngesine fırlattı. ERS-1 ATSR (Düşük çözünürlüklü optik/kızılötesi) sensör ve SAR taşıyordu ERS-1 in bir kopyası 1994 yılında ERS-2 adıyla fırlatıldı. İki uydu yörüngede peşpeşe olacak şekilde dolanıyordu. Bu sayede interforemetrik görüntü alınıyordu İnterferometrik görüntü ile de SYM üretiliyordu ve yeryüzündeki kabuk hareketleri izleniyordu 31
ERS SAR Teknik Özellikler C-bant ta çalışıyor Dalgaboyu 5.6 cm. Görüntüler uydu yörüngede hareket ederken sağda kalacak şekilde 100 km. Genişlikte alınıyor Polarization mode VV ERS-1 ATSR (Düşük çözünürlüklü optik/kızılötesi) sensör ve SAR taşıyordu ERS-1 in bir kopyası 1994 yılında ERS-2 adıyla fırlatıldı. İli uydu yörüngede birbirinin arkasında olacak şekilde dolanıyordu. Bu sayede interforemetrik görüntü alınıyordu İnterferometrik görüntü ile de SAM üretiliyordu ve yeryüzündeki kabuk hareketleri izleniyordu 32
ERS SAR Görüntüsü Parlak kısımlar yüzeyi engebeli alanları gösteriyor. Bunlar bina cepheleri ya da arazideki duvarlar gibi keskin açılı detaylardır. 33
SPOT - 1986 İlk Yüksek Çözünürlüklü SPOT uydusu Fransa tarafından (Belçika ve İsveç in de katkılarıyla) 1986 yılında fırlatıldı. SPOT uydusu 10 m lik pankromatik bandıyla o tarihe kadar uzaya fırlatılan en yüksek çözünürlüklü uydudur. Daha sonra dört tane daha spot uydusu fırlatılmıştır. 27.09.2011 34
SPOT XS 35
IRS-1 LISS Hindistan tarafından 1989 yılında fırlatılan ilk IRS uydusu LISS-1 sensör taşıyordu. LISS-1 bant sayısı = 4; çözünürlük = 76 m. Daha gelişmiş versiyon olan LISS-2 IRS 1B uydusu ile 1991 yılında fırlatıldı. LISS-2 bant sayısı = 4 (0.45 0.52 µm, 0.52 0.59 µm, 0.62 0.68 µm ve 0.77 0.86 µm) LISS-2 çözünürlük = 36m. Daha gelişmiş versiyon olan LISS-3 IRS 1C uydusu ile 1995 yılında fırlatıldı. LISS-3 bant sayısı = 3 çok bantlı + 1 pankromatik LISS-3 te, LISS-1 ve LISS-2 deki bant 1 in (mavi-yeşil) yerine orta kızılötesi bir bant kondu. LISS-3 bantlar 0.52 0.59 µm, 0.62 0.68 µm, 0.77 0.86 µm and 1.55 1.70 µm. LISS-3 çözünürlük = çok bantlı 25m ve pankromatik = 5m. 36
Kanada tarafından 1995 yılında fırlatıldı RADARSAT -1995 Yeryüzünün 3-B haritasını üretmek amacıyla uzaydan Radar sinyalleri gönderen ilk uydudur Antartika kıtasındaki kar tepeleri yaptığı keşiflerden sadece bir tanesidir. 37
RADARSAT -1 NASA ve NOAA işbirliği ile Kanada tarafından fırlatıldı Eğim açısı 98.6 o Yerden yükseklik 798 km Güneş eşzamanlı bir yörüngeye sahip Çözünürlük 10m ila 100 metre (Incidence açısına bağlı olarak) Incidence açısı 20 o ila 50 o Bant, C-bant. Polarizasyon HH 38
RADARSAT-2 39
SAR GÖRÜNTÜLER SAR Görüntüsü ile Üç Boyutlu Kent Modelleme Çözünürlük 2-3 metre ila 20-30cm arası 40
E-SAR X-Bant (Airfield Oberpfaffenhofen, Almanya) Renkler farklı yükseklik bilgisi göstermektedir 41
TERRA -1999 TERRA uydusu 1999 yılında fırlatıldı. Uydunun fırlatılış amacı okyanus, kara parçaları, buzullar ve diğer küresel çaptaki olayları izlemek. Üerinde 5 farklı algılayıcı taşımaktadır. Bunlar: ASTER (Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer) CERES (Clouds and the Earth s Radiant Energy System) MISR (Multi-angle Imaging Spectroradiometer) MODIS (Moderate Resolution Spectroradiometer) MOPITT (Measurements of Pollution in the Troposphere) 42
Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer (ASTER) Japonlar tarafından fırlatıldı Üç spektral bölgede alım yapabilen yüksek çözünürlüklü çok bantlı (14 bant) bir sensördür. Spektral bölgeler: Görünür ve yakın kızılötesi (VNIR), kısa dalga kızıl ötesi (SWIR) ve termal kızılötesi (TIR) Stereo görüntü alabilme yeteneğine sahip. Görünür ve yakın kızılötesi bantlar çözünürlük = 15m. Kısa dalga kızıl ötesi bantlar çözünürlük = 30m. Termal kızılötesi bantlar çözünürlük = 90 m. 43
ASTER 0.78 0.86µm bölgeleri kapsayan bant 3B ve bant 3N isimli iki banta sahip Bant 3N yeryüzünü tam düşey tarar Bant 3B ise 27.6 o lik bir açıyla geriye doğru bakar. Bu sayede bu iki yakın kızılötesi bant kullanılarak stereo görüntü elde edilir. Stereo görüntü ne amaçla kullanılır??? Bu şekilde üretilen stereo görüntüye along-track denir SPOT gibi diğer uydular stereo görüntüyü across-track olarak alabilir Soru hangisi daha iyi???? along-track mi yoksa across-track mi??? 44
ASTER Bant Aralıkları Kaynak: Computer Processing of Remotely Sensed Images Paul M Mather 45
ASTER datası ile Üretilen SAM Kaynak: Computer Processıng of Remotely Sensed Images Paul M Mather 46
MODIS MODIS US Terra and Aqua uyduları tarafından taşınır Bant satısı 36 (0.405 µm ~ 14.835 µm 1 ~ 36 bantlar gündüz çekim için kullanılır 20 ~36 gece çekimi için kullanılır Bant 1 ve bant 2 nin çözünürlüğü 250 m. Bant 3 ~ bant 7 nin çözünürlüğü 500 m. Geri kalan bantlar (8 ~36) ın çözünürlüğü nadir de 1 km. Yeryüzü özellikleriyle ilgili bilgiler daha yüksek çözünürlüklü bantlar (1 ~ 7) den üretilir. Okyanus ve atmosferle ilgili bilgiler daha düşük çözünürlüklü bantlardan (8 ~36) üretilir. Swath genişliği 2330 km. Böylece yeryüzündeki bir nokta iki günde bir gözlemlenebilir. 47
MODIS Bantlar 48 Kaynak: Computer Processıng of Remotely Sensed Images Paul M Mather
IKONOS -1999 49
IKONOS Pan ve XS 50
EO-1 Hyperion Kasım 2000 yılında fırlatıldı Bant Sayısı 220 400-2500 nm Konumsal Çözünürlük 30 m Spectral Çözünürlük 10nm 51
Digital Globe 52
QuickBird 27.09.2011 53
QuickBird Pan ve XS 54
CARTOSAT-1 Uydusu Teknik Özellikleri Çözünürlük 2.5m Fırlatma tarihi 5 Mayıs, 2005 Fırlatma yeri Sriharikota, Hindistan Yaklaşık yörünge yüksekliği 617.99 km Günde yörüngede kaç tur attığı 15 Yörünge takrar zamanı 116 gün Yeniden ziyaret zamanı 5 gün Yerel zamana göre ekvatordan geçiş zamanı 10:30:00 AM Yörünge parametreleri Elipsin büyük yarıçapı 6996.128 km eksentrisitesi 0,001 Eğim açısı 97.87 derece 55
CARTOSAT Örnek Görüntü Adana, Türkiye 56
ALOS Satellite Sensor (2.5 m) ALOS (Advanced Land Observation Satellite) uydusu artık çalışmamakta ve devreden çıkarılmıştır. ALOS uydusu 24 Ocak 2006 tarihinde Tanegashima Uzay merkezinden başarıyla fırlatılmıştır. ALOS (daha sonra "Daichi olarak isimlendirilmiştir) üzerinde üç adet uzaktan algılama sensörü taşımaktaydı. Bunlar: Stereo çekim ve üç boyutlu haritalama (PRISM) ve SYM üretimi için kullanılan bir adet pankromatik sensör, hassas arazi örtüsü gözlemleri için kullanılan Tip-2 gelişmiş görülebilir ve yakın kızıl ötesi görüntüleyici (AVNIR-2) ve her türlü hava şartında ve gece-gündüz çekim yapabilen L-bant SAR (PALSAR) sensördür. Bu sensörle yerde herhangi bir YKN olmadan 1:25000 ölçekli haritalar üretebilmek mümkün olmaktadır. Uydunun gönderiliş amacçları arasında kartoğrafya, afet izleme, doğal kaynak ölçmeleri gibi uygulamalr gelmektedir. 57
Örnek ALOS Görüntü Saint Petersburg, Rusya 58
ALOS Satellite Sensor (2.5 m) Saturday 24 May 2014 an H-IIA rocket orbiting the second Advanced Land Observation Satellite, Daichi-2 better known as ALOS-2. Liftoff from the iconic Tanegashima Space Centre was on schedule at 12:05 local time (03:05 UTC). ALOS-2 will continue the L-band SAR observations of the ALOS PALSAR (Phased Array L-band Synthetic Aperture Radar) and will expand data utilization by enhancing its performance. The ALOS-3 Satellite sensor is scheduled to be launched during 2015 and will carry the optical sensor called PRISM-2 which succeeds to the ALOS/PRISM mission with enhanced performance in high resolution (0.8 m), wide swath (50 km) and high geo-location accuracy. PRISM-2 will acquire stereo pair images with two telescopes for stereo mapping and produce precise Digital Surface Models (DSM) and Digital Elevation Models (DEM). It is also considered to carry Hyper-spectral Imager Suite (HISUI), which is developed by the Ministry of Economy, Trade and Industry (METI) of Japan. 59
ALOS Uydusu Algılayıcı Özellikleri Çözünürlük Fırlatma Aracı Fırlatma Yeri Uydu Ağırlığı 2.5m pankromatik 10m multispektral H-IIA Roket Tanegashima Uzay Merkezi Tahmini 4,000kg (Kalkış anında) Güç Tahmini 7,000W Ömür Yörünge Bilgileri 3-5 yıl Güneş eş zamanlı yörünge Aynı yerin üzerine tekrar geliş zamanı: 46 gün Eğik çekimle komşu izleri görüntüleyebilme zamanı: 2 gün Yörünge yüksekliği: Tahmini 692km (ekvator üzerinde) Yörünge eğim açısı: Tahmini 98.2 derece 60
AVNIR-2 ALOS Uydu Algılayıcı Özellikleri Bant Dalga Boyu Aralığı (µm) Çözünürlük (m) 1 0.42-0.50 (mavi) 10 2 0.52-0.60 (yeşil) 10 3 0.61-0.69 (kırmızı) 10 4 0.76-0.89 (yakın-kızıl ötesi) 10 PALSAR Bant Frekans (GHz) Çözünürlük (m) SAR-L 1,3 10 and 100 PRISM Bant Dalga Boyu Aralığı (µm) Çözünürlük (m) PAN 0.52-0.77 2,5 61
WorldView-1 Fırlatma Tarihi 18 Eylül 2007 Yörünge Yükseklik: 496 km Tip: Güneş Eş-zamanlı Peryot: 94.6 dakika Design and Specifications Görev Ömrü Beklenen son görev tarihi: 2018 Algılayıcı bantları Çözünürlük(GSD = Yer örneklem aralığı) Pankromatik 0.50 m Yer Örneklem Aralığı(YÖA) (Nadirde) 0.59 m YÖA (25 eğik çekim) Radyometrik çözünürlük Tarama genişliği Maksimum görüntüleme açısı/ Ulaşılabilir tarama genişliği Her bir yörüngede toplanan veri Tek bir geçişte taranan maksimum alan 11-bit 17.6 km (Nadirde) +/-45 eğik çekim = 1,036 km tarama genişliği Talep edilmesi durumunda daha büyük açılar da mümkün 331 gigabit 60 x 110 km mono 30 x 110 km stereo Zamansal çözünürlük 1 metre ya da daha düşük YÖA da 1.7 gün 25 veya daha düşük eğik çekimlerde 4.6 gün (0.59 metre YÖA) 62
Fırlatma tarihi 6 Eylül 2008 Kamera Modları Çözünürlük Metrik Doğruluk/Konum doğruluğu Tarama genişliği& Görüntülenen alan boyutları Görüntüleme açısı 681 km de (hedef 40 derece enlemde ise ) yeniden çekim sıklığı GeoEye-1 Hem multispektral hem de pankromatik eş zamanlı (pan-sharpened) Sadece pankromatik Sadece multispektral 0.41 m / 1.34 ft* pankromatik (yaklaşık nadirde) 1.65 m / 5.41 ft* multispektral (yaklaşık nadirde) CE stereo: 2 m / 6.6 ft LE stereo : 3 m / 9.84 ft CE mono: 2.5 m / 8.20 ft Yukarıdaki değerler kontrol noktası olmaksızın yatayda %90 dairesel (CE), düşeyde %90 (LE) doğrusal hataları göstermektedir. Yaklaşık tarama genişliği- 15.2 km / 9.44 mi (Nadirde) Tek alım alan genişliği- 225 km 2 (15x15 km) Bitişik çoklu alan- 15,000 km 2 (300x50 km) Bitişik 1 büyüklükte alan- 10,000 km 2 (100x100 km) Bitişik stereo alan- 6,270 km 2 (224x28 km) (Yukarıdaki alanlar pankromatik modda en yüksek satır oranı ile elde edilir) Her yönde görüntüleme yapabilir Masimum Pan YÖM (m) 0.42 0.50 0.59 Nadirden eğiklik miktarı (deg) 10 28 35 Ortalama tekrar ölçebilme zamanı (gün) 8.3 2.8 2.1 63
Örnek GeoEye-1 Görüntüsü 64
WorldView-2 Launch Fırlatma tarihi Date: 8 Ekim 2009 Yörünge Görevda kalacağı zaman Sensor Bands Yükseklik: 770 km Tip: Güneş eşzamanlı Yörüngede bir tur zamanı: 100 dakika 7.25 yıl Pankromatik: 450-800 nm 8 Çok bantlı: Sahil (kıyı): 400-450 nm Kırmızı: 630-690 nm Mavi: 450-510 nm Kırmızı sınırı: 705-745 nm Yesşil: 510-580 nm Yakın Kızılötesi-1: 770-895 nm Sarı: 585-625 nm Yakın Kızılötesi-2: 860-1040 nm Sensor Resolution Pankromatik: Nadirde 0.46 metre Yer Örnekleme Mesafesi, 20 nadirden sapma açısı durumunda 0.52 metre Yer Örnekleme Mesafesi Çok bantlı: Nadirde 1.84 metre Yer Örnekleme Mesafesi, 20 nadirden sapma açısı durumunda 2.08 metre Yer Örnekleme Mesafesi Radyometrik çözünürlük Tarama genişliği Maksimum görüntüleme açısı/ Ulaşılabilir yer tarama genişliği Aynı yeri tekrar çekim süresi 11-bit Nadirde 16.4 km Nadirden yaklaşık +/-45 döndürüldüğünde = tarama genişliği 1355 km w İstenildiği taktirde daha yüksek açılarda mümkün Bir metre veya daha düşük çözünürlükte 1.1 gün Nadirden 20 eğik çekimlerde 3.7 gün (0.52 meter Yer Örnekleme Mesafesi) 65
Örnek WorldView-2 Görüntüsü WorldView-2 50-cm doğal renkli uydu görüntüsü- Juarez, Mexico (Görüntü iyileştirme uygulanmış) 66
Örnek WorldView-2 Görüntüsü WorldView-2 50-cm doğal renkli uydu görüntüsü - Bağdat, Irak (Görüntü iyileştirme uygulanmış) 67
SPOT 6 Fırlatılış tarihi 9 Eylül, 2012 Fırlatma Aracı PSLV Satish Dhawan Uzay Fırlatma yeri Merkezi(Hindistan) Mavi (0.455 µm 0.525 µm) Yeşil (0.530 µm 0.590 µm) Kırmızı (0.625 µm 0.695 µm) Çok bantlı (4 band) bant Yakın Kızıl ötesi (0.760 µm aralıkları 0.890 µm) Pankromatik - 1.5m Çözünürlük (Yer Örnekleme Mesafesi) Çok Bantlı - 6.0m (M,Y,K,YKÖ) Tarama Genişliği Nadirde 60 Km 68
Sample SPOT 6 Image Doha, Qatar 69
Örnek SPOT 6 Görüntüsü Bora Bora, French Polynesia 70
SPOT 7 Fırlatılış tarihi 30 Haziran, 2014 Fırlatma Aracı PSLV Satish Dhawan Uzay Fırlatma yeri Merkezi(Hindistan) Mavi (0.455 µm 0.525 µm) Yeşil (0.530 µm 0.590 µm) Kırmızı (0.625 µm 0.695 µm) Çok bantlı (4 band) bant Yakın Kızıl ötesi (0.760 µm aralıkları 0.890 µm) Pankromatik - 1.5m Çözünürlük (Yer Örnekleme Mesafesi) Çok Bantlı - 6.0m (M,Y,K,YKÖ) Tarama Genişliği Nadirde 60 Km 71
SPOT 6 & SPOT 7 Uydu Konfigürasyonu Tıpkı ikizi gibi, SPOT-7 görüntü kaydederken yeryüzünde geniş bir alanı tarar. İki uydunun 180 aralıkla aynı yörüngede dönmesi ile yeryüzünde görüntülenebilinen alan günde 6 milyon kilometre kareye çıkarılmıştır. Bu alan yaklaşık Fransa nın 10 kayı büyüklüktedir. Aynı yörüngeye birbirinin ikizi iki uydu yerleştirme fikri, hem SPOT ailesinin uzayda görevini devam ettirmesini sağlayacak, hem de istenilen zamanda daha net resimler çekilmesine imkan sağlayacaktır. 72
SPOT 6 & SPOT 7 Uydu Konfigürasyonu 1.5m çözünürlük 1:25.000 ölçekli topoğrafik harita yapımı için uygundur. Dünyanın herhangi bir yerini günlük olarak görüntüleyebilir. Geniş kapsama alanı Dünyada tüm kara parçalarının iki ayda görüntülenebilmesine eş değer SPOT-6 ve SPOT-7 uyduları ulusal haritaların güncellenmesi ve aynı zamanda tematik haritalarının üretilmesini çok geniş alanları kısa sürede görüntüleyebildiği için mümkün kılmaktadır. 73
Örnek SPOT 7 Görüntüsü Fiji 74
WorldView-3, Fırlatılış tarihi: Ağustos 13, 2014 WorldView-3 Uydusu (0.31m) 75
WV-3 Özellikleri Yörünge Yüksekliği: 617 km Tip: Güneş eş zamanlı Yörünge tur zamanı: 97 dakika. Tahmini hizmet süresi: 10 ila 12 yıl Uydu boyutları, Kütlesi ve güç kaynakları Boyut: 5.7 m (18.7 feet) yükseklik x 2.5 m (8 feet) en, 7.1 m (23 feet) güneş panelleri açıldığı durumda en Ağırlık: 2800 kilogram (6200 pounds) Güç kaynağı: 3.1 kw güneş panelleri, 100 Ahr pil 76
WV-3 Bant aralıkları ve Özellikleri Pakromatik: 450-800 nm 8 Çok bantlı: (kırmızı, kırmızı sınırı, sahil, mavi, yeşil, sarı, yakın kızıl ötesi-1 ve yakın kızıl ötesi-2) 400 nm - 1040 nm 8 SWIR (Kısa dalga kızıl ötesi): 1195 nm - 2365 nm 12 CAVIS Bant: (çöl bulutları, aerosol-1, aerosol-2, aerosol-3, yeşil, su-1, su- 2, su-3, NDVI-SWIR, cirrus, kar) 405 nm - 2245 nm Sensör Çözünürlüğü ( veya Yer Örnekleme Mesafesi;) Pankromatik Nadirde: 0.31 m, 20 Eğik çekimde 0.34 m Çok bantlı Nadirde: 1.24 m, 20 Eğik çekimde 1.38 m SWIR Nadirde: 3.70 m, 20 Eğik çekimde 4.10 m CAVIS Nadirde: 30.00 m Radyometrik çözünürlük: Pan ve çok batlı11-bit; SWIR 14-bit 77
WV-3 Özellikleri Nadirde tarama genişliği: 13.1 km Tek bir geçişte tarayabildiği maksimum alan (30 ye kadar eğik çekimle) Mono Çekim: 66.5 km x 112 km (5 şerit) Stereo çekim alanı: 26.6 km x 112 km (2 çift) Aynı yeri görüntüleyebilme sıklığı (40 K Enleminde) 1 m çözünürlükte: <1.0 gün 20 veya daha düşük eğik çekimlerde 4.5 gün Kapasite: günlük 680,000 km2 78
WorldView-3 Uydusu Sensör Özellikleri 79
Örnek WorldView-3 Görüntü Madrid Havaalanı, İspanya 80
Örnek WorldView-3 Görüntü Madrid, İspanya 81
Örnek WorldView-3 Görüntü Bayan Obo Mine, China 82
Örnek WorldView-3 Görüntü 83
TerraSAR-X/TanDEM-X TerraSAR-X 1 metre çözünürlüklü ilk SAR uydusu. Üç modda görüntü sunar Image Mode o Spotlight (up to 1 m resolution) StripMap (up to 3 m resolution) ScanSAR (up to 16 m resolution) 2009 yılında atılacak TanDEM-X ile birlikte yüksek çözünürlüklü DEM mümkün olacak. Bu sayede 2.5 yılda 150 milyon km 2 olan dünya yüzeyi ölçülebilecek 12 metrelik gridler halinde tüm dünya < 2 metre yükseklik hatası ile modellenecek 84
Düşey doğruluk: 2m (relatif) / 10m (mutlak) 12m x 12m raster Yüksek geometrik duyarlık nedeniyle yer kontrol noktasına ihtiyaç yoktur. TanDEM-X Digital Elevation Model of Teide Volcano on Teneriffe Island, Spain DLR 85
TanDEM-X ile Üretilmiş Yükseklik Modeli Kalach-on-the-Don, Russia 86
Pléiades Uydusu (Fransa, 2012) Görüntülenen yer : Pléiades Uydu Görüntüsü- Rhé adası (Batı), Fransa Görüntü Tipi: Optical Çözünürlük: 50 cm Fırlatma Tarihi: 09/19/2012 Görüntüleme Pansharpened Modu: 87
SkySat-1 Uydusu SkySat-1 uydusu Skybox Imaging şirketi tarafından yüksek çözünürlükte pankromatik ve çok bantlı görüntü çekmek amacıyla fırlatılmıştır. Uydu yaklaşık dairesel bir yörüngede, yaklaşık kutupların üzerinden geçecek şekilde 450 km yükseklikte yörüngeye oturtulmuştur. SkySat-1 uydusu yarım metre çözünürlükte görüntü çekebilen ve yüksek çözünürlükte video çekimi yapabilen bir uydudur ve 1 metreden daha yüksek çözünürlükte görüntü sunan uydular içerisinde en küçük boyutlarda imal edilmiş uydudur. SkySat-1 uydusu saniyede 30 görüntü alarak 90 saniye uzunluğuna kadar video çekimi yapabilir. 88
SkySat-1 uydusu aynı zamanda çok yüksek kalitede renkli görüntü çekebilir. Bu manada yarım metre çözünürlükte doğal renkli görüntü ve kızıl ötesi bant görüntü sunabilir. İlk SkySat-1 uydusu 21 Kasım 2013 tarihinde Dnepr roketi ile Yasny Rusyadan gönderilmiştir. İkinci ikizi SkySat-2 Temmuz 2014 tarihinde Soyuz-2-1b Fregat roketi ile fırlatılmıştır. 89
Sample SkySat Image Nice Cote d'azur Airport, Nice, France 90
Sample SkySat Image Gold Mine, Western Turkey 91
LIDAR https://www.e-education.psu.edu/lidar/book/export/html/1798 92
LIDAR GÖRÜNTÜLERİ 500 metre yukaridan 3-5 cm hassasiyetle 3B kent modelleme 93
TÜRKİYE UZAKTAN ALGILAMA TEKNOLOJİSİNDE NDE HANGİ DURUMDA? 94
RASAT RASAT, Türkiye'nin İlk Yerli Yapım Uydusu RASAT Araştırma Uydusu, Türkiye nin ve TÜBİTAK UZAY ın BiLSAT uydusundan sonra sahip olduğu ikinci uzaktan algılama uydusudur. RASAT fırlatıldığı 17 Ağustos 2012 tarihinden bu yana görevini başarılı bir şekilde sürdürmektedir. 95
Haritacılık Kullanım Alanları 1/25.000 ölçekli haritaların oluşturulması ve güncellenmesi Sayısal yükseklik modeli ve ortofoto oluşturma Arazi kullanımını haritalama Kırsal kadastro Afet İzleme Orman Yangını izleme Su baskını haritalama ve tahmini Heyelan alanlarını haritalama Deprem sonrası yıkılmış binaların ve hasarın tespiti Afet yönetimi için güncel tematik verilerin oluşturulması Çevre Orman tahribatının ve ormanlaşmanın izlenmesi Kıyılardaki değişimin izlenmesi Denizde petrol sızıntılarının belirlenmesi ve kirliliğin haritalanması Şehircilik ve Planlama Kentsel gelişimin izlenmesi Kaçak yapılaşmanın tespiti 3 boyutlu simulasyon oluşturma 96
Rasat Teknik Özellikleri Ağırlık 93 kg Yörünge 700 km de dairesel, güneşe eşzamanlı Yönelim kontrolü 3 eksen kontrollü Yörünge süresi 98.8 dakika Ekvator geçişi yerel zamanı 10:30 Uzamsal çözünürlükpankromatik: 7.5 m Çok bantlı: 15 m Tahmini ömür 3 yıl Tayfsal çözünürlük (µm) 0.42 0.73 (Pankromatik) 1. Bant: 0.42 0.55 (Mavi) 2. Bant: 0.55 0.58 (Yeşil) 3. Bant: 0.58 0.73 (Kırmızı) Radyometrik çözünürlük 8 bit Zamansal çözünürlük 4 gün Şerit genişliği 30 km Faydalı yükler Optik faydalı yük: Stereoskopik görme özelliğine sahip Pushbroom görüntüleyiciden oluşmaktadır. BiLGE: Spacewire veriyolu kullanabilen uçuş bilgisayarı. GEZGiN-2: JPEG2000 algoritmaları ile yüksek hızda çok bantlı görüntü sıkıştırma ve şifreleme yapabilen görüntü işleme kartı. X-Bant Verici Modülü: 100 Mb/s iletim hattına ve 7W çıkışa sahip iletişim sistemi. 97
Rasat Görüntüsü Çanakkale, Türkiye 98
Rasat Görüntüsü Tampa, Florida, Amerika Birleşik Devletleri 99
Göktürk-2, 18 Aralık 2012 100
Göktürk 2 Teknik Özellikleri Yörünge : Güneş Eş zamanlı Yörünge Yörünge Yüksekliği : ~ 700 km Dünya Çevresindeki Tur Süresi : ~ 98 dakika Günlük yer istasyonu Temas Süresi : ~ 40 dakika (gündüz+gece) Global Gözlem Alanı Kabiliyeti : Bütün Dünya Tekrar Ziyaret Zamanı : Ortalama 2,5 gün Uydu Kütlesi : < 409 kg. Görüntü Depolama Kapasitesi : 8 GB + 32 GB Bantlar :1 pankromatik, 4 Multispektral (K,Y,M,KÖ) Siyah - Beyaz Çözünürlük : 2,5 m Renkli Çözünürlük : 5 m Görev Ömrü : 5 yıl 101
Göktürk-2 Uydu Görüntüsü 102