TEMEL GÖRÜNTÜ BİLGİSİ GÖRÜNTÜ BİLGİSİ İÇİN TEMEL ESASLAR BEÜ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ GEOMATİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ JDF345 TEMEL GÖRÜNTÜ BİLGİSİ DERSİ NOTLARI http://geomatik.beun.edu.tr/marangoz/
İÇERİK Elektromanyetik Enerji Elektromanyetik Spektrum Kuantum Teorisi Stefan-Boltzmann Kanunu Wien Yerdeğiştirme Kanunu Spektral Etkileşim Atmosfer ile Etkileşim Cisimler ile Etkileşim Spektral Yansıma 2
ELEKTROMANYETİK ENERJİ Elektromanyetik enerji (ışınım), c ışık hızı ile harmonik dalgalar halinde hareket eden bütün enerji şekillerini kapsar. Harmoniklik, dalgaların eşit ve periyodik bir şekilde olduklarını ifade eder. Görünen ışık, elektromanyetik enerji şekillerinden ancak bir tanesidir. Radyo dalgaları, ısı, mor ötesi ve X-ışınları diğer şekilleridir. 3
ELEKTROMANYETİK ENERJİ Elektromanyetik enerji, atmosfer, su ve başka ortamlardan değişik oranlarda geçebildikleri gibi, uzay boşluğundan da geçebilen tek enerji türüdür. Bu nedenle fotogrametri, uzaktan algılama vb. teknolojilerde, enerji kaynağı olarak elektromanyetik dalgalar kullanılmaktadır. Fotogrametrik alım Ikonos - video 4
ELEKTROMANYETİK ENERJİ Elektromanyetik enerji iki bileşenden oluşmaktadır: Elektrik alan (E) ve Manyetik alan (M). Elektromanyetik enerjinin belirli özellikleri vardır. Tüm elektromanyetik enerji ışık hızında (c = 3 * 10^8 m/saniye), hareket etmektedir ve hem tanecik hem de dalga modeli ile açıklanmaktadır. Genlik 5
ELEKTROMANYETİK ENERJİ Elektromanyetik enerjinin hareketi; hız, dalga boyu ve frekans cinsinden ifade edilebilir: Hız (c), dalga boyu (λ), ve frekans (f) olmak üzere, ilişki λ = c/f eşitliği ile ifade edilmektedir. Bir dalga hareketinin iki tepe noktası arasındaki uzaklığına dalga boyu (λ) ve birim zamanda bir noktadan geçen tepe noktası sayısına ise o dalganın frekansı (f) denir. Dalga hareketi için c = f. λ bağıntısı geçerlidir (c=3*10^8 m/saniye). Dalga boyu ile frekans ters orantılıdır. 6
ELEKTROMANYETİK ENERJİ Elektromanyetik enerji; katı, sıvı veya gaz halindeki cisimlerle temas ettiğinde; şiddet, doğrultu, dalga uzunluğu, polarizasyon ve faz vb. bakımlardan birçok değişikliğe uğrar. Fotogrametri ve uzaktan algılama tekniklerinde bu özellikler saptanır ve kaydedilir. Bu işlem sonucu ortaya çıkan görüntü ve veriler, kayıt edilen elektromanyetik ışınımda değişikliğe neden olan cismin özelliklerinin uzaktan ve temas etmeksizin belirlenerek yorumlanır. 7
ELEKTROMANYETİK SPEKTRUM Elektromanyetik spektrum, ışık hızı ile hareket eden ve 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. (400nm=0.4μm) 0.4-0.5μm (Mavi) 0.5-0.6μm (Yeşil) 0.6-0.7μm (Kırmızı) 8
ELEKTROMANYETİK SPEKTRUM Elektomanyetik spektrumda görünür bölge son derece küçüktür. İnsan gözünün spektral duyarlılığı sadece 0.4-0.7 µ a kadar olan dalga boyları arasında değişir. Mavi renk 0.4-0.5 µ; Yeşil 0.5-0.6 µ; Kırmızı 0.6-0.7 µ alanı kaplar. Morötesi (ultraviyole) enerji görülebilen spektral bölgenin en kısa dalga boyu tarafındadır. Görülebilen bölgenin uzun dalga boyu ise yansıyan kızılötesi (IR) dalgalarıdır. Bu dalgaların uzun dalga tarafı termal kızılötesi enerjidir. 1mm den 1m ye kadar olan daha uzun dalga boylarında spektrumun mikrodalga boyu gelir. Uzaktan algılamada çoğunlukla kullanılan dalga boyları; görünür ve kızılötesi (0,30 μm-15 μm) ışınımlar ile mikrodalga (5-500 mm) ışınımlarıdır. (400nm=0.4μm) 0.4-0.5μm (Mavi) 0.5-0.6μm (Yeşil) 0.6-0.7μm (Kırmızı) 9
ELEKTROMANYETİK SPEKTRUM Dalga boyu Kullanım Dalga boyu Kullanım g ışınları Mineral yapıları 1.55-1.75 µm Bitki ve toprak içindeki su yapısı X ışınları Tıp 2.04-2.34 µm Mineral ve kayaç türleri Ultraviolet(UV) Petrol tespiti 10.5-12.5 µm Yüzey ısısı 0.4-0.45 µm Su derinliği, bulanıklık 3 cm - 15 cm Yüzey yapısı, Toprak nemi 0.7-1.1 µm Bitki dinçliği 20 cm - 1 m Gölge etkisi, ağaç yoğunluğu 10
ELEKTROMANYETİK ENERJİ Güneş; fotogrametri ve uzaktan algılamada kullanılan en temel elektromanyetik ışınım kaynağıdır. Bir cisim ısınmaya başladıkça dalga boyu kısalmaya başlar ve içerilen tüm enerji dışarıya verilir. 11
KUANTUM TEORİSİ Einstein (1905), Max Planck tarafından ortaya atılan Kuantum fikrini fotoelektrik olay üzerinde geliştirerek elektromanyetik enerjinin (ışığın) aslında dalga olmayıp fotonlardan, yani kuantum paketçiklerinden oluştuğunu ortaya koymuştur. Foton, elektromanyetik dalganın toplam enerjisini oluşturan enerji paketçiklerinden her biri için kullanılan isimdir. Elektromanyetik enerji, dalga özelliklerine de sahiptir. Etkileşimlere parçacık olarak girebilir ancak dalga olarak yayılmaktadır. 12
KUANTUM TEORİSİ Elektromanyetik spektrumu oluşturan gama, X, mor ötesi, görünen ışık ve kızıl ötesi ışınlarıyla, mikro dalgalar, radyo, radar ve televizyon dalgalarının farklı özellikler göstermesi, sadece aralarındaki dalga boyu farkı yüzündendir. Bu, elektromanyetik dalgaları taşıyan foton adını verdiğimiz parçacıkların ihtiva ettiği enerji miktarına bağlıdır. Fotonun enerjisi (elektron sayısı) ne kadar fazla ise, dalga boyu o kadar kısa, frekansı ise o kadar fazladır. 13
ELEKTROMANYETİK RADYASYONUN TEMEL YASALARI Elektromanyetik enerjinin cisimlerle ilişkisi Kuantum Teorisi ile açıklanır. Bir foton veya kuantumun enerjisi: E = h. f E = h. c / λ (f=c/λ) E: bir Kuantum enerjisi, Joule (J), h: Planck sabiti (6,626x10^-34 j.sn.) f: Frekans c: ışık hızı (300.000 km/sn) Buradan dalga uzunluğu ile enerjinin birbiri ile ters orantılı olduğu görülür. Yani dalga uzunluğu arttıkça enerji miktarı azalır. Bu bağıntı (uzaktan algılamada) önemlidir. Çünkü bu burada; cisimlerden doğal olarak ışıyan uzun dalga boylu enerjiyi (ışını) algılamanın, kısa dalga boylu enerjiyi (ışını) algılamaya göre daha zor olduğu anlaşılmaktadır. 14
ELEKTROMANYETİK RADYASYONUN TEMEL YASALARI Belirli bir cisimden yayılan belirli bir dalga boyundaki radyasyonun miktarı, onun sıcaklığına ve yayılabilirliliğine bağlıdır. Kendine ulaşan enerjiyi soğuran materyal önce ısı enerjisine, sonra da radyant enerjiye çevirir. Enerji geri dönüştürülür ve Termodinamik Kanunları ile maksimum oranda yayılırsa, bu materyale Karacisim (Black body) veya tam ısı yayan cisim olarak bilinir. 15
ELEKTROMANYETİK RADYASYONUN TEMEL YASALARI Kirchoff, Karacismin tam bir ısı emici olduğu göstermiştir. Belirli bir yüzeyin yayılabilirliği E = I/Ib olarak ifade edilir. I: Cisim yüzeyinden birim alanda yayılan toplam radyasyon Ib: Aynı sıcaklıkta karacisim tarafından yayılan toplam radyasyon E = 1.0 (karacisim) E = 0.0 (beyaz cisim) Cisimlerin yayılabilirliği iki limit arasında değişir, bu objelere gri cisim adı verilir. 0 < E < 1 (Gri cisim) 16
ELEKTROMANYETİK RADYASYONUN TEMEL YASALARI Karacisim ideal bir objedir (ışıma = 1). Bu objenin radyasyonu ışıma ve soğurma özelliği idealdir. Karacismin ışıması Planck yasası ile ifade edilir. Sıcak bir cisim enerjiyi dalga boyunun yoğunluğunun değişimine bağlı olarak yayar. Işıma aralığı dalga boyunun tepe noktası kaynak ısı ile ilişkilidir. Bir cisim ısınmaya başladıkça dalga boyu kısalmaya başlar ve içerilen tüm enerji dışarıya verilir. 17
Stefan-Boltzmann Kanunu Güneş, uzaktan algılamada temel elektromanyetik ışınım kaynağıdır. Mutlak sıfırın ( K=-273 C) üzerindeki her cisim az ya da çok elektromanyetik enerji (ışınım) yayar. Bir cismin ne kadar ışınım yaptığı yüzey sıcaklığına bağlı olup Stefan- Boltzmann Kanunu ile izah edilir: W = σ. T^4 W: Birim cisim yüzeyinden birim zamanda yayılan toplam ışınım (W/m2), σ: Stefan-Boltzmann sabiti (5,6697x10^-8 Wm^-2 K^-4) T: Mutlak sıcaklık ( K) 18
Wien Yerdeğiştirme Kanunu Spektral ışınım yayılımının en üst düzeyde olduğu dalga uzunluğu ise Wien Yerdeğiştirme Kanunu ile tanımlandırılır: λm = A / T λm : Işınım yayılımının maksimum olduğu dalga uzunluğu, A : 2898 (μm K) T : Sıcaklık ( K) Yukarıdaki eşitlikten; artan sıcaklık ile ışımanın maksimum olduğu dalga uzunluğunun azaldığı görülür. Örneğin; ısıtılan bir demir 500 K de kırmızı görünürken, 5000 K de sarıya dönüşür. 19
Kirchhoff Yasası Kirchhoff yasası; bize matematiksel olarak iyi bir yayıcı ve iyi bir soğurucunun kötü bir yansıtıcı olduğunu veya (tam tersi olarak) kötü bir yayıcı ve kötü bir soğurucunun iyi bir yansıtıcı olduğunu anlatır. 20
Atmosfer ile Etkileşim Kaynağa bakılmaksızın, algılayıcılar tarafından uzaktan algılanan bütün ışınlar atmosferde belirli bir yol kateder. Bu yol, uzaydan alınan görüntüler için atmosferden geçip algılayıcıya ulaşmasında katedilen yoldur. Yeryüzüne gelen güneş enerjisi atmosfer tarafından yutulma, saçılma, dağıtılma ve yansıtılma gibi fiziksel etkilere uğrarlar. En etkin yutucular su tanecikleri, karbondioksit ve ozondur. Atmosferik pencereler; atmosferin kısmi olarak geçirebildiği enerjinin dalga boyu genişliklerini gösterir. 21
Atmosfer ile Etkileşim - Saçılma Atmosfer farklı sıcaklıklara göre farklı dilimlere ayrılabilir: Troposfer : Kutupla ekvator arasında yüksekliği 8-16 km dir. Stratosfer : 50 km Ozon Mezosfer : 80 km Thermosfer : 250 km Eksosfer : 500 km ~ 750 km Atmosferdeki gazlar farklı oranlarda olmak üzere yeryüzünden 80 km yüksekte yer alırlar. Ozon alçak stratosferde konsantre halde bulunur. Bunun dışında troposferde su buharı bulunur. Karbondioksit atmosferdeki temel gazlardan biridir ve son yüz yılda fosil kaynaklı yakıtların tüketimi ile artmıştır. 22
Atmosfer ile Etkileşim - Saçılma Güneş tarafından ortaya çıkarılan ve yeryüzüne gönderilen, burada cisim tarafından yayılan radyasyonun saçılmasına, atmosferde asılı bulunan küçük toz ve duman tanecikleri neden olmaktadır. Atmosferdeki partiküllerin boyutları, elektromanyetik enerjinin atmosferde yayılımını etkilemektedir: dp <<dalga boyu dp = dalga boyu dp >>dalga boyu Rayleigh saçınımı; Sr Mie saçınımı; Sm Rasgele saçılma; Sn İki çeşit saçılma olayı vardır. 23
Atmosfer ile Etkileşim - Saçılma Rayleigh Saçılması: Atmosferin üst tabakalarında oluşan ve askıda bulunan maddelerin büyüklükleri, ışının dalga boyundan küçük olduğunda oluşan saçılma türüdür. Rayleigh saçılması gökyüzünün mavi görünmesinin nedenidir. Güneş ise mavi ışınımın saçılmasından dolayı sarımtırak kırmızı gözükür. Saçılma olmasa idi gökyüzü siyah, güneş parlak beyaz renkte gözükecekti. Güneşin doğuş ve batışı sırasında gökyüzünün kırmızılığının nedeni de yine Rayleigh saçılmasıdır. Güneş ışınları bu sırada atmosferde çok uzun bir yol izlediklerinden kısa dalga boylu ışınım saçılır ve uzun dalga boylu kırmızı ve turuncu renkler göze ulaşır. dp <<dalga boyu Rayleigh saçınımı; Sr 24
Atmosfer ile Etkileşim - Saçılma Mie Saçılması: Atmosferin alt tabakalarında oluşan ve askıda bulunan maddelerin büyüklükleri, ışının dalga boyuna eşit olduğunda oluşan saçılma türüdür. Mie saçılması genel olarak dalga uzunluğu ile ters orantılıdır. Saçılma ışığı gölgelerin de tamamen koyu renk yerine mavimtırak görünmesine neden olur. Apollo astronotları tarafından ayda çekilen fotoğrafların en önemli ayrıcalığı gölgelerin tamamen siyah renkte görünmesidir. Bunun nedeni, ayda saçılmaya neden olacak atmosferin bulunmamasıdır. dp = dalga boyu Mie saçınımı; Sm 25
Atmosfer ile Etkileşim - Saçılma Rastgele Saçılma: Yayılan enerji, dalga boyundan daha büyük partiküllerle karşılaştığında meydana gelen bir dağılma tipidir. Su damlaları ve büyük toz parçaları bu tip dağılmaya neden olmaktadır. Dalga boyları takriben eşit olarak dağıldıklarından sis ve bulutlara sebep olurlar. Mavi, yeşil ve kırmızı ışığın eşit miktarda dağılması ve bunların birleşimi sonucunda beyaz renk oluştuğundan bulutlar ve sis, beyaz renkte görünmektedir. dp >>dalga boyu Rasgele saçılma; Sn 26
Atmosfer ile Etkileşim Yutulma Saçılmanın aksine yutulma; enerjinin yeryüzüne ulaşmadan atmosferde depolanmasına, yani bir anlamda atmosferde kayıp olmasına neden olur. Yutulma sonucunda, ortama giren büyük frekanslı bir enerji daha küçük frekanslı bir enerjiye dönüştürülür, örneğin ışık sıcaklığa dönüşür. Güneş ışınımının en fazla yutulduğu ortamlar su buharı, karbondioksit ve ozondur. 27
Atmosfer ile Etkileşim Geçirgenlik Atmosferde saçılan ve yutulan enerjinin bir kısmı da geçirilir. Geçirgenlik oransal olarak; Geçirgenlik = Geçirilen Enerji / Gelen Enerji şeklinde hesaplanır. 28
Atmosfer ile Etkileşim Atmosferik Pencere Atmosferik pencere, atmosferdeki geçirilebilen dalga boylarını gösterir. Uzaktan algılama uygulamalarında, atmosferdeki yutulma nedeniyle sadece belirli dalga boylarında algılama yapılabilir. Böylelikle tasarımcılar; kullanılacak algılayıcıları bahsedilen bu kısıtlamaları göz önünde bulundurarak tasarlamaktadırlar. 29
Cisimler ile Etkileşim Atmosferin bileşiklerinin izin verdiği atmosferik pencereden geçen güneş enerjisi, yeryüzü cisimlerine ulaşır ve bu cisimlerin fiziksel özelliklerine göre, yansıtılır (reflect), yutulur (absorb) ve geçirilir (transmit). Enerjinin kaybolmayıp, ancak şekil değiştireceği göz önüne alınarak cisme gelen toplam enerji, cisim yüzeyi tarafından yansıtılan, cisim tarafından geçirilen ve yutulan enerjilerin toplamına eşittir. Gelen Enerji Kirchoff Yasası 30
Cisimler ile Etkileşim Yansıtılma (Ya): Toplam enerjinin bir kısmı hedeften geri yansıtılır ve ışının geliş açısı ve yüzey pürüzlülüğüne bağlı olarak farklı açılarda saçılır. Yutulma (Yu): Hedefe gelen toplam enerjiden bir kısmı ortamdaki elektron ve moleküler reaksiyonlar nedeniyle yutulur, bu enerjinin bir kısmı genellikle uzun dalga boylarında geri yayılır, diğer bir kısmı da yutularak hedefin ısısını arttırır. Geçirilme (i): Toplam enerjinin bir kısmı su gibi bazı maddelere nüfuz edebilir, madde saydam ve bir boyutu ince ise bir kısmı maddeden geçerek diğer ortama iletilir. 31
Cisimler ile Etkileşim 32
Cisimler ile Etkileşim 33
Cisimler ile Etkileşim Kentsel Alan Meskun Mahal Nehir Göl Ağaçlık Alan Çayırlık 34
Cisimler ile Etkileşim Spektral Yansıma Bir malzeme için yansıyan, soğurulan, veya geçirilen ışınım miktarları dalga boyuna bağlı olarak değişir. Bu önemli özellik sayesinde farklı nesneleri yada sınıfları ayırt etmek olanaklıdır. Farklı arazi örtü tiplerine ait spektral yansıtma eğrileri 35
Cisimler ile Etkileşim Spektral Yansıma (Katsayısı) Her cisim yansıtma bakımından farklı bir davranış gösterir. Bu davranış spektral yansıtma eğrisi denilen bir eğri ile gösterilir. Eğri, dalga boyuna bağlı olarak yüzeyden yansıyan ışınımın yüzeye gelen toplam ışınımın yüzdesini ifade eder. Spektral yansıtma katsayısı ölçülerek cisimlerin spektral yansıtma eğrileri çizilebilir. Bu yansıtma eğrileri, uzaktan algılamada çalışılacak bölgenin ve kullanılacak algılayıcının seçiminde yararlanılır. Rl = (Er / Ei).100 Bitkilerin Spektral Özellikleri 36
Cisimler ile Etkileşim Spektral Yansıma Spektral yansıtma özellikleri belirli spektral bölgelerde açık bir şekilde farklılık gösteren cisimler, bu bölgelere duyarlı uzaktan algılama görüntülerinde farklı gri renk tonu ve renklerde gözükürler. Bu bakımdan cisimlere ait spektral yansıtma özelliklerinin bilinmesi, gerekli bir dalga uzunluğu bölgesinin (band) seçiminde önemli rol oynar. Farklı arazi örtü tiplerine ait spektral yansıtma eğrileri 37
Cisimler ile Etkileşim Spektral Yansıma 38
Cisimler ile Etkileşim Spektral Yansıma 39
Cisimler ile Etkileşim Spektral Yansıma Bütün bu bahsedilenler, incelenen cismin ayırt edilmesi için görünür bölgenin yanında kızılötesi bölgenin de gözönünde tutulmasının gerekliliğini ve aynı zamanda neden fazla bandlı algılayıcılara gerek duyulduğunun açık bir kanıtıdır. Bütün bunlar dikkate alınarak, uzaktan algılama uygulamaları için en uygun ekipmanların kullanılması gerektiğini kolayca açıklanmaktadır. Buradaki önemli husus, değişik dalga boylarında, değişik emülsiyonların kullanılması gerektiğidir. 40
Cisimlerin Spektral Yansıtma Özellikleri Bitkilerin Spektral Yansıtması Zeminlerin Spektral Yansıtması Suyun Spektral Yansıtması Yüzey Cisimlerinin Spektral Işıması Cisimlerin spektral özelliklerinin farklı olması, uzaktan algılamada ifade edilebilmelerinin temel nedeni olarak kendisini göstermiştir. Cisimlerin yansıtmadaki farklı davranışları spektral yansıtma eğrileri ile gösterilir. Her spektral bant, elektromanyetik spektrumun bir bölümünde duyarlıdır. 41
Cisimlerin Spektral Yansıtma Özellikleri Spektral yansıtma özellikleri belirli spektral bölgelerde açık bir şekilde farklılık gösteren cisimler bu bölgelere duyarlı uzaktan algılama görüntülerinde farklı gri renk tonu ve renklerde gözükürler. Bu bakımdan cisimlere ait spektral yansıtma özelliklerinin bilinmesi, spektral bant seçiminde önemli rol oynar. 42
Cisimlerin Spektral Yansıtma Özellikleri (Bitkiler) Bitkilerin spektrumun görünür, yakın kızılötesi ve orta kızılötesi bölgelerindeki yansıtımında büyük farklar vardır. 43
Cisimlerin Spektral Yansıtma Özellikleri (Bitkiler) Görünür dalga boylarında yaprakların pigmentasyonu hakim etmendir. Gelen enerjinin çoğu yutulur ve geri kalanı yansıtılır. 44
Cisimlerin Spektral Yansıtma Özellikleri (Bitkiler) Yaprakların iç yapısı yakın kızıl ötesinin yansıtım derecesini kontrol eder ki, burada gelen enerjinin yaklaşık yarısı yaprak tarafından yansıtılır, yaklaşık yarısı geçirilir ve çok azı da yutulur. Bitki örtüsünün toplam nem muhtevası, gelen enerjinin çoğu yapraktaki su tarafından yutulacak ve geri kalanı yansıtılacak şekilde orta kızıl ötesi yansıtımı kontrol eder. 0.98 1.20 μm dalga uzunlukları arasında çalışan algılayıcılarla hücre yapısında değişikliğe neden olan bitki hastalıklarını belirlemek mümkündür. Özet olarak, bitkilerin spektral yansıtması görünür bölgede klorofil pigmentlerinin yansıtma ve yutmasına, yakın kızılötesi bölgede hücre yapısına, orta kızılötesi bölgede ise nem içeriğine bağlıdır. 45
Cisimlerin Spektral Yansıtma Özellikleri (Zemin) Zeminlerin spektral özelliği, yansımanın artan dalga uzunluğu ile artması şeklinde ortaya çıkmaktadır. Zemine ulaşan bir ışınım ya yutulur ya da yansıtılır. 46
Cisimlerin Spektral Yansıtma Özellikleri (Zemin) Ayrıca zeminlerin fiziksel ve kimyasal özelliklerinin farklı olmasından dolayı, yutma ve yansıtma özellikleri de farklıdır. Zeminlerin yansıtma özellikleri; su muhtevası, organik madde muhtevası, doku ve yüzey pürüzlülüğü, zemini oluşturan minerallerin miktarı gibi faktörlere bağlıdır. Bir zemindeki su muhtevası, yansıtma özelliğini olumsuz olarak etkiler. Elektromanyetik spektrumun görünür, yakın ve orta kızılötesi (ısıl ve yansıtıcı) bölgelerinde çok nemli toprak buharlaşmayla soğuyacağından koyu renk tonunda görünürken, kuru toprak açık tonlu görünür. 47
Cisimlerin Spektral Yansıtma Özellikleri (Zemin) 48
Cisimlerin Spektral Yansıtma Özellikleri (Zemin) Spektrumun görünür bölgesinde koyu, ısıl bölgesinde ise açık tonlu görünen bir toprak alanı yüksek oranda organik madde içeren çok kuru bir toprağı belirtir. Toprağın dokusunda, tanecik boyutunun küçük olması yansıtımı artırır. Ayrıca yüzey pürüzlülüğünün azalması, yansımanın artmasına etki eden önemli bir etkendir. Suyun spektral duyarlılığı gelen ışınımın dalga boyuna bağlıdır. Su ışınımı yansıtır, soğurur, kırarak geçirir veya saçar. Işınım su yüzeyinden, su içindeki askıdaki maddelerden ve su tabanından yansıyabilir. Işınımın soğurulması ve geçirilmesi, su içindeki organik ve inorganik maddelere bağlıdır. Saçılma ise mavi dalga boylarında olduğu için derin ve temiz suların rengi mavidir. Berrak bir suyun geçirim özellikleri saf suyun geçirim özelliğine benzemesine rağmen, bulanıklık derecesinin artması suyun geçirgenliğini azaltır. Bulanık su içerisinde askıda bulunan maddeler suyun spektral özelliğini etkilemektedir. Bulanık su, berrak sudan daha yüksek bir yansıtma özelliği gösterir. 49
Cisimlerin Spektral Yansıtma Özellikleri (Zemin) Bütün su kitleleri çok sığ olsalar da yakın ve orta kızılötesi dalga boylarında gelen ışınımın hemen hemen tümünü soğurur, çok azını yansıtır. Bu durum, görüntülerde çevrelerine göre çok koyu renk tonlarında beliren su alanlarının karalardan kolaylıkla ayırt edilebilmesini mümkün kılar. 50
Yüzey Cisimlerin Spektral Yansıtma Özellikleri Yüzey cisimleri bünyelerinde depo ettikleri enerjiyi, özelliklerine bağlı olarak farklı oranlarda öz ışınım şeklinde neşrederler. Yeryüzü ve güneşin ısı enerjilerinin algılandığı bölgelere kızılötesi pencereler adı verilir ve 3.0-4.0 μm, 4.4-5.0 μm ve 8.0 14.0 μm arasında ısıl algılayıcılarla algılama yapılır. Yeryüzü ışınımının %9 u 8.0 14.0 μm arasındaki kızılötesi pencereden uzaya ulaşır. Bu sayede ışık olmaksızın atmosferden yeryüzünü gözlemek, algılamak mümkün olur. Isıl (Termal) görüntülerde sıcak yüzeyler açık, kısmen daha soğuk yüzeyler koyu renk tonunda görülür. 51
Yüzey Cisimlerin Spektral Yansıtma Özellikleri Yeryüzü ışınımının %9 u 8.0 14.0 μm arasındaki kızılötesi pencereden uzaya ulaşır. Bu sayede ışık olmaksızın atmosferden yeryüzünü gözlemek, algılamak mümkün olur. Isıl (Termal) görüntülerde sıcak yüzeyler açık, kısmen daha soğuk yüzeyler koyu renk tonunda görülür. Landsat-5 TM (Termal ve Yakın Kızılötesi Bandlar) 52
GELECEK HAFTA: Fotoğraf/Görüntü ve Özellikleri 53
KAYNAKLAR Uzaktan Algılama Ders Notları, Yrd. Doç. Dr. Aycan Murat MARANGOZ, Bülent Ecevit Üniversitesi Müh. Fak. Jeodezi ve Fot. Müh. Bölümü, Fotogrametri ABD Sunuları 2012 Uzaktan Algılamaya Giriş ve Cisimlerin Spektral Yansıtma Özellikleri Ders Notları, Doç. Dr. Semih EKERCİN, Aksaray Üniversitesi, Harita Müh. Bölümü, 2011 Uzaktan Algılama Ders Notları, İTÜ İnşaat Fak. Geomatik Müh. Böl. Uzaktan Algılama ABD Sunuları. http://www.cnr.berkeley.edu/~gong/textbook/chapter1/html/home1.htm http://ww2010.atmos.uiuc.edu/(gh)/guides/mtr/opt/mch/sct.rxml http://www.sli.unimelb.edu.au/research/mers/downloads/downloads_rs.htm#general%20rs 54