SAYISAL ARAZİ MODELLERİNDE YÜKSEKLİK ENTERPOLASYONU (HEIGHT INTERPOLATION IN DIGITAL TERRAIN MODELS)

Benzer belgeler
GPS AĞLARINDA DUYARLIK VE GÜVEN OPTĐMĐZASYONU. Orhan KURT * Haluk KONAK ** Aslan DĐLAVER *** ÖZET

Jeoid Yüksekliklerini Belirlemek İçin Kullanılan Enterpolasyon Metotlarının Trabzon İli Verilerine Uygulanması

THE EFFECT OF DIGITAL TERRAIN MODELS ON VOLUME COMPUTATION AT HIGHWAY PROJECT

18. ATAG AKTİF TEKTONİK ARAŞTIRMA GRUBU ÇALIŞTAYLARI

DİJİTAL ORTOFOTO HARİTALARDA KONUM DOĞRULUĞU VE MALİYET KARŞILAŞTIRMASI. Ömer MUTLUOĞLU 1, Ayhan CEYLAN 2

Anakütleden rassal olarak seçilen örneklemlerden hesaplanan değerlerdir.

SONLU FARKLAR GENEL DENKLEMLER

BÖLÜNMÜŞ FARKLAR (DİVİDED DİFFERENCES)

ARAZİ ÖLÇMELERİ. Koordinat sistemleri. Kartezyen koordinat sistemi

Geomatik Mühendisliği Uygulamalarında Dönüşüm Yöntemleri

MAK 210 SAYISAL ANALİZ

5. SANTRİFÜJ POMPALARDA TEORİK ESASLAR

MAK 210 SAYISAL ANALİZ

Elipsoid Üçgenlerinin Hesaplanması Yedek Hesap Yüzeyi olarak Küre

A Statistical Study for Determination of Surface Roughness of AISI 304 Stainless Steel and EN 5754 Aluminum Alloy Machined by Fiber Laser

2012-TÜBİTAK ULUSAL FİZİK OLİMPİYATLARI 2.AŞAMA ÇÖZÜMLERİ

GABOR ENTROPİ YÖNTEMİ İLE KISA SÜRELİ BEYİN SİNYALLERİNİN ANALİZİ ÜZERİNE YENİ BİR YAKLAŞIM.

Harita Projeksiyonları

Şekil E1.1 bir rölenin manyetik devresini temsil etmektedir. Sarım sayısı N=500, ortalama nüve uzunluğu l 36cm

3. V, R 3 ün açık bir altkümesi olmak üzere, c R. p noktasında yüzeye dik olduğunu gösteriniz.(10

GÜZ DÖNEMİ ARASINAV SORULARI. 1. Sayısal çözümleme ve fonksiyonu tanımlayarak kullanıldığı alanları kısaca açıklayınız?

BÖLÜM 5 SPRİNKLER SİSTEMLERİNDE SU İHTİYACI

FEN VE MÜHENDİSLİKTE MATEMATİK METOTLAR 10. KİTAP DİFERANSİYEL DENKLEMLER III DD III

u ( )z, ) başlangıç durumdaki yerdeğiştirme vektörünün radyal ve eksenel doğrultuda bileşenlerini, λ k

( ) 1. Alt kenarı bir konveks çokgenin iç açılarının toplamı aşağıdakilerden hangisine eşittir? 3. x in hangi aralıktaki değeri ( ) 2

Küresel Harmoniklerin Tekrarlama Bağıntıları İle Hesaplanması. Recursive Relations Of The Spherical Harmonics And Their Calculations

HARMONİK DENKLEM. Burada göz önüne alınacak problem Dirichlet problemidir; yani fonksiyonun sınırda kendisinin verilmesi halidir. 2 2 (15.

MAK1010 MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BİLGİSAYAR UYGULAMALARI

1. Hafta Uygulama Soruları

Dik koordinat sisteminde yatay eksen x ekseni (apsis ekseni), düşey eksen ise y ekseni (ordinat ekseni) dir.

12-B. Polinomlar - 1 TEST. olduğuna göre P(x - 2, y + 4) polinomunun katsayılar toplamı kaçtır? olduğuna göre A B kaçtır? A) 78 B) 73 C) 62 D 58 E) 33

Burulma. Burulma etkiyen kirişin içinde küçük bir eleman incelersek, elemana, kiriş eksenine dik yönde kesme gerilmesi etkimektedir.

Kompozit Malzemeler ve Mekaniği. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

Mesleki Terminoloji. Sayısal Analiz DERSİ VEREN: ARŞ. GRV. DR. GÖKSEL BİRİCİK MEHMET EMRE ÖNDER DOĞAÇ CEM İŞOĞLU

ARAZİ ÖLÇMELERİ. Koordinat sistemleri. Kartezyen koordinat sistemi

biçiminde standart halde tanımlı olsun. Bu probleme ilişkin simpleks tablosu aşağıdaki gibidir

BÖLÜM IV SİNÜZOİDAL KARARLI-DURUM (STEADY-STATE) ANALİZİ

BETONARME KOLONLARIN NORMAL KUVVET MOMENT ETKİLEŞİM DİYAGRAMLARI

KÜRESEL VE ELİPSOİDAL KOORDİNATLARIN KARŞİLAŞTİRİLMASİ

Bilgisayar Grafikleri

JDF 242 JEODEZİK ÖLÇMELER 2. HAFTA DERS SUNUSU. Yrd. Doç. Dr. Hüseyin KEMALDERE

Finansal Varlık Fiyatlama Modelleri Çerçevesinde Piyasa Risklerinin Hesaplanması: Parametrik Olmayan Yaklaşım

ELEKTRİKSEL KISMİ BOŞALMALARIN BİLGİSAYAR DESTEKLİ ÖLÇÜLMESİNE YÖNELİK BİR YAZILIM

MODELLING LOCAL GPS/LEVELLING GEOID WITH POLYNOMIALS, MULTIQUADRIC INTERPOLATION, ARTIFICIAL NEURAL NETWORK AND ANFIS METHODS

Jeodezide Yaklaşım Yöntemleri: Enterpolasyon ve Kollokasyon

Kompozit Malzemeler ve Mekaniği. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

AÇI YÖNTEMİ Slope-deflection Method

f fonksiyonuna bir üç değişkenli fonksiyon adı verilir. Daha çok değişkenli fonksiyonlar benzer şekilde tanımlanır.

Doğrusal Denklemler Sis./Sys. of Linear Equations

12. SINIF. Fonksiyonlar - 1 TEST. 1. kx + 6 fonksiyonu sabit fonksiyon olduğuna göre aşağıdakilerden hangisidir? k. = 1 olduğuna göre k. kaçtır?

EKSTREMUM PROBLEMLERİ. Örnek: Çözüm: Örnek: Çözüm:

Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. Pamukkale University Journal of Engineering Sciences

SONLU ELEMANLAR TEKNİĞİYLE ELDE EDİLEN AKILLI KİRİŞ


Alternatif Hareketli Kesme Düzeninin Hareket Kinematiği

EĞİTİM - ÖĞRETİM YILI 10. SINIF MATEMATİK DERSİ DESTEKLEME VE YETİŞTİRME KURSU KAZANIMLARI VE TESTLERİ

KUŞADASI YÖRESİ RÜZGAR VERİLERİNİN DENİZ YAPILARININ TASARIMINA YÖNELİK DEĞERLENDİRİLMESİ

Bir Doğrusal Programlama Modelinin Genel Yapısı

Küre Küre Üzerinde Hesap. Ders Sorumlusu Prof. Dr. Mualla YALÇINKAYA 2018

Jeodezi

Bu durumda uygulanan dever %8 olarak seçilecek ve hız kısıtı uygulanacaktır.

JEOİD ve JEOİD BELİRLEME

Gözlemlerin Referans Elipsoid Yüzüne İndirgenmesi

1. BÖLÜM Polinomlar BÖLÜM II. Dereceden Denklemler BÖLÜM II. Dereceden Eşitsizlikler BÖLÜM Parabol

TOA27 KOPOLİİMİD MEMBRAN MALZEMELERİNİN AYIRMA ÖZELLİKLERİNİN GRUP KATKISI YÖNTEMLERİ İLE TEORİK OLARAK HESAPLANMASI

MAKSİMUM-MİNİMUM PROBLEMLERİ

fonksiyonu için in aralığındaki bütün değerleri için sürekli olsun. in bu aralıktaki olsun. Fonksiyonda meydana gelen artma miktarı

BÜYÜK ÖLÇEKLİ HARİTA YAPIMINDA STEREOGRAFİK ÇİFT PROJEKSİYONUN UYGULANIŞI

1984 ÖYS A) 875 B) 750 C) 625 D) 600 E) 500

MAK 210 SAYISAL ANALİZ

PORLA METODU İLE TAHMİN EDİLEN ARMA MODEL PARAMETRELERİ ÜZERİNDE PENCERE FONKSİYONLARININ ETKİSİ

Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi Pamukkale University Journal of Engineering Sciences

1995 ÖSS. 6. Toplamları 621 olan iki pozitif tamsayıdan büyüğü küçüğüne bölündüğünde bölüm 16, kalan ise 9 dur. Buna göre, büyük sayı kaçtır?

SİSTEMİ YRD.DOÇ. DR. CABBAR VEYSEL BAYSAL ELEKTRIK & ELEKTRONIK YÜK. MÜH.

İki Boyutlu Eliptik Tipi Diferansiyel Sınır Değer Problemleri İçin MathCAD Kullanılımı

Yrd. Doç. Dr. A. Burak İNNER

Yrd. Doç. Dr. Fatih TOSUNOĞLU Erzurum Teknik Üniversitesi Mühendislik Fakültesi İnşaat Mühendisliği Bölümü

4. HAFTA BLM323 SAYISAL ANALİZ. Okt. Yasin ORTAKCI.

4.DENEY . EYLEMSİZLİK MOMENTİ

ÖZET YÜKSEK LİSANS TEZİ İKİ YÜZEY ARASINDA HACİM HESABI YAPAN PROGRAM VE ALGORİTMA GELİŞTİRME. Ümit AVCI. Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü

KUTUPSAL KOORDİNATLAR

MATEMATÝK GEOMETRÝ DENEMELERÝ

Harita Projeksiyonları

YOL PROJELERİNDE YATAY KURPTA YAPILACAK KÜBAJ HESABININ YENİDEN DÜZENLENMESİ

11. HAFTA BLM323 SAYISAL ANALİZ. Okt. Yasin ORTAKCI.

DRC ( ) = 2 x Paralelkenarın alanı 2a, üçgenin alanı a olsun. 5. x = 23 için, 3. ( ) + ( 548 ABC ) 7.

Şekil 6.2 Çizgisel interpolasyon

İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ NON SİBSON YÖNTEMİ İLE LOKAL KOORDİNAT DÖNÜŞÜMÜ. YÜKSEK LİSANS TEZİ Elif CEYLAN

ELASTİK DALGA TEORİSİ

EĞİLME. Düşey yükleme. Statik Denge. M= P. x P = P. M= P.a (eğilme momenti, N.m) 2009 The McGraw-Hill Companies, Inc. All rights reserved.

Fotogrametrinin Optik ve Matematik Temelleri

1990 ÖYS. 1. si 13 olan si kaçtır? A) 91 B) 84 C) 72 D) 60 E) 52 A) 65 B) 63 C) 56 D) 54 E) 45

Zemin-yapı etkileşimi bakış açısı ile ankrajlı duvarlarda yanal toprak basıncı değişimi

T.C. Ölçme, Seçme ve Yerleştirme Merkezi

ÖZEL EGE LİSESİ EGE BÖLGESİ OKULLAR ARASI 15.MATEMATİK YARIŞMASI 8. SINIFLAR FİNAL SORULARI

Geometrik Düzeltme ve Gabor Filtreleriyle Araç Plaka Tespiti Localization of Licence Plate using Geometric Correction and Gabor Filter

T.C. Ölçme, Seçme ve Yerleştirme Merkezi

BAĞLI POLİGON BAĞLI POLİGON

KAYMA MOD DENETLEYİCİ KULLANILARAK AKTİF GÜÇ FAKTÖRÜ DÜZELTİMİ

5. SANTRİFÜJ POMPALARDA TEORİK ESASLAR

Transkript:

SYSL RZİ MODELLERİNDE YÜSELİ ENTERPOLSYONU (HEGHT NTERPOLTON N DGTL TERRN MODELS) Mustafa YNL ÖZET onua bağlı bilginin odellenesi ve ara değer üretilesi yer biliciler için kaçınılaz uygulaalardır. Sayısal arazi odelleesi ölçecilerin arazi yüksekliklerini odelleede kullandıkları yaygın bir yöntedir. Enterpolasyon yöntei Sayısal razi Modelinin (SM) doğruluğunu etkileyen öneli bir etkendir. Bu çalışada En yakın koşu, ğırlıklı ortalaa, Polino, Multikuadrik, En küçük eğrilikli yüzey ve Üçgenlerde lineer enterpolasyon yönteleri 5 teorik test yüzeyi üzerinde test ediliş ve doğrulukları karşılaştırılıştır. BSTRCT Modeling of positional data and interpolation of interediate values are inevitable applications for geoscientist. Digital terrain odeling is a coon ethod, which is used for odeling of terrain elevation for surveyors. nterpolation ethod is an iportant factor affecting the accuracy of digital terrain odel (DTM). n this study, interpolations of nearest neighbor, weighted average, polynoial, iniu curvature, ultiquadric and linear in triangles were tested on five theoretical test surfaces and accuracies of the were copared.. GİRİŞ onua bağlı bilginin odellenesi ve gerektiğinde enterpolasyonla ara değer üretilesi yer biliciler için kaçınılaz bir uygulaadır /5/. Gelişen bilgisayar olanakları bu ihtiyacı daha kolay karşılanır hale getiriştir. Fiziksel yeryüzü gibi düzgün olayan yüzeylerin ateatiksel olarak ifadesinde zorluklar vardır. Ta olarak ifade edilebilesi için yüzeydeki tü noktaların tanılı olası gerekir ki bu da pratik olarak ükün değildir. Uygulaada, yüzeyler örneklee noktaları yardııyla odellenir. Dayanak noktası veya refererans noktası olarak adlandırılan. örneklee noktaları elde edile veya seçile yönteine bağlı olarak farklı konusal dağılı gösterirler. Dayanak noktalarının düzensiz bir dağılı gösteresi yüzey odelleesinde sıkça karşılaşılan bir durudur. Yüzey odelleesi yüzeyin tek bir fonksiyonla bütün olarak ifade edilesiyle yapılabileceği gibi üçgen, kare, dikdörtgen ve benzeri geoetrik şekillere bölünerek parça parça ifade edilesiyle de yapılabilektedir. Özellikle sayısal arazi odelleesi ühendisleriiz için öneli olan konulardan biridir. Sayısal razi Modeli (SM) iki farklı yöntele oluşturulabilir /9/. Bunlardan ilki olan Grid (Raster) yönteinde arazi yüzeyi kare veya dikdörtgen gridlere bölünür. Dayanak noktaları grid köşelerinde yer alabileceği gibi, rastgele konuda da bulunabilir. Grid köşe noktalarındaki yükseklik değerleri, kullanılacak bir enterpolasyon yöntei ile belirlenir. Her bir grid, köşe noktalarındaki yükseklik değerleri ve gerekirse eği değerlerine dayanan bir fonksiyon ile ifade edilir. Üçgenlee yönteinde ise, arazi yüzeyi üçgen yüzeylerinin toplaı şeklinde (Polihedron) ifade edilir. Rastgele veya düzgün şekilde dağılış olan dayanak noktaları üçgenlerin köşe noktalarını oluşturur. Birbirleri üzerine bineyen bu üçgenlerin her biri lineer veya lineer olayan bir fonksiyonla ifade edilir. Enterpolasyon yöntei sayısal

arazi odelinin doğruluğunu etkileyen öneli bir etkendir. Bu çalışada En yakın koşu, ğırlıklı ortalaa, Polino, Multikuadrik, En küçük eğrilikli yüzey ve üçgenlerde lineer enterpolasyon yönteleri 5 teorik test yüzeyi üzerinde test ediliş ve doğrulukları karşılaştırılıştır.. ENTERPOLSYON YÖNTEMLERİ Sayısal yükseklik odelleesinde kullanılan enterpolasyon yönteleri ve yapılan sınıflandıralar bir çok kaynakta ayrıntılı olarak açıklanaktadır. Bu çalışada kullanılan enterpolasyon yönteleri aşağıdaki başlıklar altında ele alınıştır. a. ğırlıklı Ortalaa ile Enterpolasyon Bu yöntede enterpolasyon noktasının yüksekliği, çevresinde bulunan dayanak noktalarının yüksekliklerinden ağırlıklı olarak hesaplanır. Her bir dayanak noktasının yüksekliğine verilecek olan ağırlık değeri o noktanın enterpolasyon noktasına olan uzaklığın bir fonksiyonudur /3/. Bir enterpolasyon noktasının yüksekliği, z = i= pi zi i= 0 / p () i eşitliği ile bulunur. ğırlık fonksiyonu olarak, ( x, y ) i i herhangi bir dayanak noktasının, ( x0, y0 ) yüksekliği belirlenecek enterpolasyon noktasının koordinatları olduğuna göre; p = ( x x ) + ( y y ) = ( s ) i i 0 i eşitliği kullanılabileceği gibi, 0 k i k, i =,,..., k =,,3 () p i = e ( s / k ) i, i =,,..., k=3,4,5 (3) şeklindeki Gauss fonksiyonu da kullanılabilir. b. Polino Enterpolasyonu Bu yöntein ana fikri arazi yüzeyini tek bir fonksiyonla ifade etektir. x, y, z koordinatları ile bilinen dayanak noktalarının oluşturduğu arazi yüzeyinin, n 'inci dereceden bir polinola ateatiksel ifadesi, z( x, y) = n k = 0 k j= k i i= 0 a ij x i y j (4) şeklindedir. İkinci derece polinoun açık ifadesi,

z( x, y) = a + a y+ a x+ a x + a xy + a y 00 0 0 0 0 (5) olur. (x, y, z) koordinatları bilinen 6 dayanak noktası ile bu proble çözülebilir. 6 dan fazla dayanak noktası olası duruunda, çözü için yeterli olandan fazla denkle oluşacağı için katsayılar dengeleeyle bulunur. Bu duruda yüzey dayanak noktalarından geçez., dayanak noktası sayısını gösterek üzere,. derece polinoun düzelte denkleleri; L=,,..., için z = a + a y + a x + a x + a x y + a y z L 00 0 L 0 L 0 L L L 0 L L (6) olur. z L = in. (7) L= koşulundan yararlanarak dengeleniş yüzeyin katsayıları belirlenir. Yüksekliği istenen bir noktanın ( x0, y0 ) koordinatları polinoda yerine konulduğunda o noktanın z 0 yüksekliği bulunabilir.. c. Multikuadrik Enterpolasyon Bu enterpolasyon yönteinin aacı dayanak noktalarının tüünü aynı anda kullanarak araziyi tek bir fonksiyonla ifade etektir. Yöntein uygulanasında öncelikle, sayıdaki dayanak noktası kullanılarak bir trend yüzeyi geçirilir. Bu yüzey için polino, haronik seri veya trigonoetrik fonksiyonlar kullanılabilir. Şidiye kadar yapılan uygulaalar. veya. dereceden bir polinoun yeterli olduğunu gösteriştir/4,5,6,7/. Trend yüzeyi olarak n. dereceden bir polino kararlaştırılası duruunda, önceki bçlüde açıklandığı şekilde z( x j, y j) polinounun katsayıları ve dayanak noktalarındaki z j artık yükseklik değerleri (düzelteler) hesaplanır. zj = zj z( x j, y j) j=,,..., (8) j= Cj Q( x j, y j, x, y) = z (9) genel ifadesi ile verilen ultikuadrik yüzey, sayıda aynı türden Q yüzeyinin toplaından oluşur. C j katsayıları her bir Q yüzeyinin eğiini ve işaretini belirler ve z j artık yükseklik değerleri yardııyla hesaplanır. Literatürde, her bir Q yüzeyinin sietri ekseni bir dayanak noktasından geçecek şekilde aşağıdaki ultikuadrik yüzeyler öneriliştir: İki yapraklı dairesel hiperboloid serilerinin toplaı (k, sabit bir katsayıdır) j = / Cj ( x j x) + ( y j y) + k = z (0)

Dairesel paraboloid serilerinin toplaı, j = Cj ( x j x) + ( y j y) + k = z () Dairesel dik konilerin toplaı, j = / Cj ( x j x) + ( y j y) = z () C j katsayılarının belirlenesinde, dayanak noktalarının bilinen ( x j, y j, zj) değerlerinden yaralanılır. Multikuadrik yüzey olarak dairesel dik konilerin seçildiği kabulü ve herhangi iki dayanak noktası için, / j i j i ij ( x x ) + ( y y ) = a i, j =,,... (3) kısaltası ile () eşitliği, j= şeklini alır. (4) bağıntısından, Ca j ij = z i i=,,..., (4) C a C a + C + C a a + C 3 + C 3 a a 3 3 + Λ + Λ + C + C Ca3 + C a3 + C3a33 + Λ + C a3 = z3 M M M M M Ca + Ca + Ca + Κ + C a = z a a = z = z 3 3 (5) denkle sistei elde edilir. Matris gösterii ile, c = z (6) yazılabilir. Burada ( ) lik katsayılar atrisini, c ( ) lik bilineyenler atrisini ve z( ) lik artık yükseklik atrisini gösterektedir. Bilineyen C j katsayıları, c = z (7) şeklinde belirlenir. C j katsayılarının belirlenesi ile ultikuadrik yüzey oluşuş deektir. ( x0, y0 ) koordinatları bilinen herhangi bir enterpolasyon noktasının yüksekliği, 0 0 0 0 0 0 j = j j 0 j z = z( x, y ) + z = z( x, y ) + C ( x x ) + ( y y ) (8) 0 /

eşitliği ile hesaplanır. Dayanak nokta sayısı arttıkça yöntein hesap yükü artar. Bu yük özellikle C j katsayıları belirlenirken alınacak invers işleinden kaynaklanaktadır. d. Üçgenler ğında Lineer Enterpolasyon Üçgenler ağında yaygın olarak kullanılan enterpolasyon yöntei, lineer enterpolasyondur. Her bir üçgen eğik düzle olarak kabul edilir/4/. Yüksekliği enterpole edilecek noktanın içine düştüğü üçgende lineer enterpolasyon uygulanır. Bir eğik düzlein, z = a00 + a0 x+ a0 y (9) şeklinde ifade edildiği düşünülürse, her bir üçgen için a00, a0 ve a 0 katsayıları üçgene ait 3 köşe noktası için yazılacak 3 denklele belirlenir. Yüksekliği enterpole edilecek noktanın x0, y0 koordinatları (9)'da yerine konulduğunda z 0 değeri elde edilir. Üçgen eleanlarda yapılan lineer enterpolasyon, aslında ağırlıklı ortalaadan farklı bir işle değildir. Üçgenin 3 köşe noktasına ait z değerlerinin ağırlıklı ortalaası alınaktadır. Herhangi bir köşe noktasına ait z değerinin ağırlığı ise enterpolasyon noktasının o köşeye göre lokal barisentrik koordinatıdır. Barisentrik koordinatlar Şekil ' de gösteriliştir. F F F j Şekil. Üçgende lokal barisentrik koordinatlar Şekil de,, noktaları üçgenin 3 köşe noktasını gösterektedir. enterpolasyon noktasının 3 köşeye göre 3 ayrı lokal barisentrik koordinatı vardır. Bu 3 koordinatın toplaı dir. noktasının köşe noktalarına birleştirilesiyle elde edilen 3 alt üçgenin alanlarının üçgeninin alanına bölünesiyle lokal barisentrik koordinatlar elde edilir. lt üçgenlerin alanları F, F, F ile, topla alan F ile gösterilirse, noktasının lokal barisentrik koordinatları, P = F / F, P = F / F, P = F / F (0) olur. Lokal barisentrik koordinatlar noktaların kartezyen dik koordinatları ile ifade edilirse, P P P = = = B = ( x (( x x )( y y ) ( x x )( y y ))/ (( x x )( y y ) ( x x )( y y ))/ (( x x )( y y ) ( x x )( y y ))/ x )( y y ) ( x x )( y y ) B B B ()

yazılabilir. Enterpolasyon noktasının z 0 değeri, z0 = P z + P z + P z () şeklinde belirlenir //. e. En üçük Eğrilikli Yüzey Enterpolasyonu Yönte, grid köşe noktalarındaki C ij eğrilik değerlerinin kareleri toplaı iniu olacak şekilde grid köşe noktalarının yüksekliklerini enterpole etek aacıyla geliştiriliştir. İlk olarak grid köşelerindeki gravite değerlerini enterpole ederek eş gravite eğrilerinin oluşturulası aacıyla kullanılıştır//. C = ı j C ij i= j= ( ) iniu (3) Bir yüzeydeki eğriliklerin kareleri toplaı (topla karesel eğrilik) ² z ² z ( z) = + dxdy (4) x² y² C ile ifade edilir. C değerini extreu (iniu) yapan z fonksiyonun 4 z + 4 x 4 4 z z + y² x² y 4 = 0 (5) differansiyel denkleini sağlaası gerektiği ve benzer şekilde (5) eşitliğini sağlayan z fonksiyonunun topla karesel eğriliği iniu yaptığı // de kanıtlanıştır. (5) de verilen differansiyel denklein çözüü sınır koşulları kullanılarak yapılabilektedir. ullanılacak sınır koşulları yüzeyin sınır norali (n) boyunca ² z n² ² z ² z = 0, + = 0 n x² y² (6) olası ve yüzeyin sınır köşelerinde ² z x y = 0 (7) olası koşuludur/,,/. (5) eşitliğinin çözüü // de ayrıntılı bir şekilde verilektedir. Çözü atris hesabıyla doğrudan yapılabileceği gibi iterasyonla da yapılabilektedir. Matris hesabında nüerik

bağılılık söz konusu olabileceği için iterasyonla çözü tavsiye edilektedir. İteratif Çözü 4 adıda özetlenebilir:.dı: Multikuadrik enterpolasyona benzer bir şekilde trend yüzeyi geçirilir. Trend yüzeyinden arta kalan değerler her bir noktadaki z i artık yükseklik değerini gösterir..dı: Rastgele dağılış konudaki dayanak noktalarına ait noktadaki z i artık yükseklik değerlerinden yararlanarak grid köşe noktalarındaki z i,j yaklaşık artık yükseklik değerleri, ağırlıklı ortalaa ile hesaplanır. 3.dı Bir önceki adıda bulunan yaklaşık artık yükseklik değerleri ile iterasyona girilir. Bir iterasyon aşaasında, her bir grid köşe noktasındaki artık yükseklik değeri için koşu grid köşe noktalarındaki artık yükseklik değerlerinden yararlanılarak bir eşitlik yazılır. Yazılacak eşitlik noral bir grid köşesi için z i+, j + z i,j+ + z i-,j + z i,j- + ( z i+,j+ + z i-,j+ + z i+,j- + z i-,j- ) (8) - 8 ( z i+,j + z i-,j + z i,j+ + z i,j- ) + 0 z i,j = 0 şeklinde olacaktır. Yüzey sınırında ve köşelerinde bulunan grid köşe noktaları için yazılacak eşitlik noral bir nokta için yazılandan daha farklı olacaktır/,/. Tü noktalar için eşitliklerde geçen son teri olan z i,j değerleri hesaplandıktan sonra bir sonraki iterasyon aşaasına geçilir. rdışık iki iterasyondan elde edilecek z i,j değerleri arasındaki en büyük fark istenilen ε değerinin altına ulaşana kadar iterasyon işleine deva edilir. 4.dı: Son iterasyondan elde edilen artık yükseklik değerine trend yüzeyindeki değeri eklenerek grid köşe noktasının kesin yükseklik değeri bulunur. f. En Yakın oşu Enterpolasyonu Bu yöntede yüksekliği belirlenecek olan noktaya çevresinde bulunan en yakın noktanın yükseklik değeri verilektedir. 3. UYGULM ve YÖNTEMLERİN RŞLŞTRLMS En yakın koşu, ğırlıklı ortalaa, Polino, Multikuadrik, En küçük eğrilikli yüzey ve üçgenlerde lineer enterpolasyon yönteleri (9) da veriliş 3 farklı fonksiyondan türetiliş 5 teorik test yüzeyi (Tablo ) üzerinde test ediliştir. Teorik test yüzeyi kullanılasının aacı gerçek elde edebilektir. Test yüzeyleri 00 00 lik alanlar kaplayacak şekilde seçilişlerdir. ullanılan veri aralıkları ve her bir teorik test yüzeyi için kullanılan fonksiyon Tablo de özetleniştir. Test yüzeylerinin Surfer prograında çizilen perspektif görünüleri Şekil -6 da veriliştir. Her bir test yüzeyi için düzgün olayan dağılıda 50 referans noktası ve düzgün dağılıa sahip 8 enterpolasyon noktası türetiliştir. Referans ve enterpolasyon noktalarının gerçek yüzey yükseklikleri (9) da verilen fonksiyonlar kullanılarak hesaplanıştır. Her bir test yüzeyi için kendisine ait 50 referans noktası kullanılarak yine kendisine ait 8 enterpolasyon noktasındaki yükseklik değerleri yukarıda isileri sıralanan 6 farklı enterpolasyon yönteiyle hesaplanıştır. Üçgenlee için

kullanılan algorita hesaplaalı geoetride yaygın olarak kullanılan Delaunay Üçgenleesidir. Oluşan üçgenlerin çevrel çeberleri içerisinde başka nokta olaası koşuluna dayanan Delaunay üçgenleesi bir çok kaynakta karşılaşılabilecek bir konudur /8,0,3,6/. Enterpolasyon noktalarındaki gerçek yükseklik değerleri dolayısıyla gerçek hatalar bilindiği için her bir enterpolasyon yönteine ait doğruluk ölçütleri türetiliştir. Bu ölçütler standart sapa, en büyük ve en küçük hata değerleridir. Doğruluk ölçütleri Tablo de veriliş ayrıca enterpolasyon yöntelerinin kolay karşılaştırılabilesi için Şekil 7-9 da grafik olarak sunuluştur!. Fonksiyon: z ( ) = [ sin( x /0) sin( x * y / 800) ] 0 + 00. Fonksiyon: ( ) = [ sin( x / y) sin( x * y / 800) ] 0 + 00 3. Fonksiyon: z ( ) = ( x + y ) sin( 8 arctan ( y / x) ) z (9) [ ]/000 + 00 Tablo. 5 Test yüzeyi için kullanılan fonksiyon ve veri aralığı Test yüzeyi Fonksiyon En küçük (etre) En büyük (etre) (x) (y) (x) (y) 0.00 0.00 00.00 00.00-50.00-50.00 50.00 50.00 3-00.00 0.00 0.00 0.00 4 3 0.00 50.00 00.00 50.00 5 3-50.00 0.00 50.00 00.00 Şekil-:. Test yüzeyinin perspektif görünüü

Şekil-3:. Test yüzeyinin perspektif görünüü Şekil-4: 3. Test yüzeyinin perspektif görünüü

Şekil-5: 4. Test yüzeyinin perspektif görünüü Tablo. Doğruluk ölçütleri (etre) Test yüzeyi Doğruluk Ölçütü Şekil-6: 5. Test yüzeyinin perspektif görünüü En küçük eğrilikli yüzey Multikuadrik Lineer ent. En yakın koşu ğırlıklı ort. Polino σ 0.5 0.53 0.95.3 4.4 7.8 Ortalaa 0.8 0.40 0.67.4 3.00 5.89 En büyük 0.89.43 3.05 0.56 0.84 9.90 σ 0.6 0.4 0.77.88 3.40 7.89 Ortalaa 0.8 0.33 0.54.36.7 6.43 En büyük 0.8 0.96.00 5.9 7.4 5.5 σ 0.39 0.76.0.4 4.3 6.53 Ortalaa 0.7 0.6 0.75.63 3.45 5.40 3 En büyük.5..76 7.06 0.5 3.36

σ 0.6 0.7 0.34.00 3.0 4.8 Ortalaa 0. 0.4 0.5.53.54 4.0 4 En büyük 0.49 0.39 0.93 5.44 5.90 9.34 σ 0.6 0.3 0.43.08.64 3.7 Ortalaa 0. 0.5 0.3 0.7..7 5 En büyük 0.56 0.7.8 4.37 3.76 9.04. Yüzey. Yüzey 3. Yüzey 4. Yüzey 5. Yüzey 8 7.5 7 6.5 6 5.5 5 4.5 4 3.5 3.5.5 0.5 0 Lineer ent. Multikuadrik En küçük eğrilik Polino ğırlıklı ort. En yakın koşu Şekil-7: Enterpolasyon yöntelerinin standart sapaları (etre). Yüzey. Yüzey 3. Yüzey 4. Yüzey 5. Yüzey 6.5 6 5.5 5 4.5 4 3.5 3.5.5 0.5 0 polino ğırlıklı ort. En ykın koşu Lineer ent. Multikuadrik En küçük eğrilik Şekil-8: Enterpolasyon yönteleri için hata değerlerinin ortalaası (etre)

. Yüzey. Yüzey 3. Yüzey 4. Yüzey 5. Yüzey 0 9 8 7 6 5 4 3 0 9 8 7 6 5 4 3 0 Polino ğırlıklı ort. En yakın oşu Lineer ent. Multikuadrik En küçük eğrilik Şekil-9: Enterpolasyon yöntelerinin en büyük hata değerleri (etre) 4. SONUÇ Tablo de verilen doğruluk ölçütleri (standart sapa, hatalar ortalaası ve aksiu hata) göz önüne alındığında bu çalışada kullanılan 5 test yüzeyi için en iyi yöntelerin en küçük eğrilikli yüzey ve ultikuadrik enterpolasyon olduğu görülektedir. Şekil 7-9 incelendiğinde bu daha açık olarak gözlenebilektedir. Daha sonra grafiklerde de sıralandığı gibi üçgenlerde lineer enterpolasyon, en yakın koşu, ağırlıklı ortalaa (/s ) ve polino enterpolasyonu (.derece 9 terili polino) gelektedir. Standart sapaların değişi aralığı göz önüne alındığında enterpolasyon yönteleri aşağıdaki gibi sıralanabilir:. En küçük eğrilikli yüzey enterpolasyonu (0,6-0,39). Multikuadrik enterpolasyon (0,7-0,76) 3. Delaunay üçgenlerinde lineer enterpolasyon (0,34-,0) 4. En yakın koşu enterpolasyonu (,08-,4) 5. ğırlıklı ortalaa ile enterpolasyon(,64-4,3) 6. Polino enterpolasyonu (3,7-7,89) En küçük eğrilikli yüzey ve ultikuadrik enterpolasyon yüzeyi bütünüyle ele alan yöntelerdir. Bu nedenle hesap yükleri fazladır. Multikuadrik enterpolasyonda büyük boyutlu atris inversi en küçük eğrilikli yüzeyde ise çok sayıda iterasyon işlei gerekektedir. Bu iki yönte 970 li yıllardan beri bilinesine karşın söz konusu dezavantajları yüzünden uygulaalarda arka plana atılıştır. Bilgisayar kapasitelerinin artasıyla hesap yapanın kolaylaştığı günüüzde en küçük eğrilikli yüzey ve ultikuadrik yüzey odelleeleri konua bağlı bilginin odellenesi ve ara değer üretii uygulaaları için düşünülelidir. Bu çalışada ele alınan araziler hektarlık alanlardır. Yönteler daha büyük boyutlu

arazilerde, süreksizlik içeren arazilerde ve şerit şeklinde uzanan farklı veri alanlarında da test edilelidir. Bu çalışa için seçilen test yüzeylerinde doğruluk anlaında en iyi yönteler olarak göze çarpaktadır. Literatürde yer alan diğer enterpolasyon yöntelerinin de konu edildiği daha kapsalı çalışaların yapılası faydalı olacaktır. YNLR // yhan, M.E., lp, O., Üstün, M. : Rastgele Dağılış Verilerden Bilgisayar Desteğinde Yüzey Modellee, T.U...B, 03-8, 993 // Briggs,.C. : Machine Contouring Using Miniu Curvature, Geophysics, 39,, 39-48, 974 /3/ Franke, R., Nielson, G. : Sooth nterpolation of Large Sets of Scattered Data, nternational ournal for Nuerical Methods in Engineering, 5, 69-704, 980 /4/ Güler,. : Sayısal razi Modellerinde İki Enterpolasyon Yöntei ile Deneeler, Harita ve adastro Müh. Dergisi, 5-53, 98-3, 985 /5/ Hardy, R. L. : Multiquadric Equations of Topography and Other rregular Surfaces,. Geophys. Res., 76, 8, 905-95, 97 /6/ Hardy, R. L. : Theory and pplications of the Multiquadric-Biharonic Method: 0 Years of Discovery 968-988, Cop. Math. with pplications., 9, 8/9, 63-08, 990 /7/ Leberl, F. : nterpolation in a Square Grid DTM, TC ournal, 5, 756-807, 973 /8/ Lee, D. T., Preparata, F.P., /9/ Petrie, G., ennie, T.. : Coputational Geoetry- Survey, EEE Transactions on Coputers, c33,, 07-0, 984 : Terrain Modeling in Surveying and Civil Engineering, Cop.-ided Des., 9, 4, 7-87, 987 /0/ Renka, R.. : Delaunay Triangulation and Voronoi Diagra on the Surface of a Sphere, CM Transactions on Matheatical Software, 3, 3, 46-434, 997 // Sith, W.H.F., Wessel, P. : Gridding With Continuous Curvature Splines in Tension, Geophysics, 55, 3, 93-305, 990.

// Sukuar, N., Moran, B., Seenov,., Belikov, V.V. : Natural Neighbour Galerkin Methods, nternational ournal for Nuerical Methods in Engineering, 50, -7, 00 /3/ Watson, D.F., : cord: utoatic Contouring of Raw Data, Coputers and Geosciences, 8,, 97-0, 98 /4/ Watson, D.F., Philip, G.M. : Triangle Based nterpolation, Matheatical Geology, 6, 8, 779-795, 984 /5/ Watson, D.F., : Contouring: Guide to The nalysis and Display of Spatial Data, Pergaon press, oxford, 3 pages., 99 /6/ Yanalak, M. : Yüzey Modelleede Üçgenlee Yönteleri, Harita Dergisi, 6, 58-69, 00