İÇERİK Uzaktan Algılama Kavramı Uzaktan Algılamanın Fizik İlkeleri Elektromanyetik Enerji Elektromanyetik Enerji Kanunu Elektromanyetik Radyasyon Elektromanyetik Spektrum Atmosfer Etkisi Yeryüzü Cisimleriyle Etkileşim
Uzaktan algılama, yeryüzünden belli uzaklıkta, atmosferde veya uzaydaki platformlara yerleştirilmiş ölçüm aletleri aracılığıyla, yeryüzü ve nesneleri hakkında bilgi alma ve bunları analiz etme tekniği, ya da nesnelerle fiziksel temasta bulunmadan herhangi bir uzaklıktan yapılan ölçümlerle nesneler hakkında bilgi edinme bilim ve sanatı olarak ifade edilir.
Uzaktan algılama ; Yeryüzünün jeolojik, hidrolojik, topoğrafik vb özelliklerinin ölçüm ve yorum yöntemleri ile uzaktan saptanmasıdır. Uzaktan algılama ölçme ve yöntemleri; jeoloji ve maden araştırmalarının daha ekonomik,kapsamlı ve hızlı yapılabilmesini sağlar.
Algılayıcı sistemleri ikiye ayrılır; Aktif Algılayıcılar - Elektromanyetik radyasyon yayarak uzaktan algılama yapan sistemlerdir. Pasif Algılayıcılar - Görünür ışık radyasyonu kullanılan resim algılama sistemleri veya yeryüzünden yansıyan,yayılan radyasyonu kullanan sistemlerdir.
A.Enerji kaynağı uzaktan algılamanın en temel elemanıdır ve bilgi toplanacak objelere gönderilmek üzere elektromanyetik enerji sağlar. B.Kaynaktan çıkan enerji yeryüzündeki objelere ve geri yansıyarak sensörlere(uydu ve uçak) ulaşırken atmosferle devamlı etkileşim içindedir.
C.Elektromanyetik enerjinin yeryüzündeki objelerle girdiği etkileşim ve geri yansıması sonucu elde edilen bilgiler bize objelerin yapısı hakkında bilgi sağlarlar. D. Sensörler yeryüzündeki objelerden yansıma emilme ve iletilme sonrasında geri yansıyan elektromanyetik enerjiyi kaydederler.
E.Kaydedilen veriler bir yer istasyonuna sayısal olarak işlenmek ve görüntüye dönüştürülmek üzere gönderilirler. F.Elde edilen görüntüler belli bir amaç doğrultusunda bilgi elde etmek için görsel olarak veya bilgisayar destekli görüntü analiz yazılımlarıyla analiz edilir ve yorumlanırlar.
G.Son aşamada ise analizler ve yorumlamalar kullanılarak yeni bilgiler üretilmiş veya bir sorun/problem çözüme kavuşturulmuş olur.
Elektromanyetik Enerji Elektromanyetik enerji, harmonik dalga modelinde ışık hızıyla hareket eden tüm enerjileri tanımlamaktadır. Tüm elektromanyetik enerji ışık hızında hareket etmektedir ve hem tanecik hem dalga modeli ile açıklanmaktadır Bir harmonik model zaman içinde eşit aralıklarla meydana gelen dalgaları içermektedir. Dalga kavramı, elektromanyetik enerjinin nasıl hareket ettiğini açıklamaktadır. Enerji sadece maddeyle etkileşimde iken saptanabilir. Elektromanyetik enerjinin hareketi hız, dalga boyu ve frekans cinsinden ifade edilebilir: Hız (c), dalga boyu (L), ve frekans (f)olmak üzere, ilişki L = c/f eşitliği ile ifade edilmektedir Dalga hareketi için; c= f. λ (c= 3x 108 m/ sn )
Elektromanyetik Spektrum Uzaktan algılamada elektromanyetik dalgaları elektromanyetik spektrum daki dalga boyları yeri ile sınıflandırmak en genel şekildir.
Electromagnetic Spectrum(Elektromanyetik spektrum) Elektromanyetik olayların temel birimi foton olmaktadır. kütlesi olmayan fotonlar, ışık hızında(300,000 km / sn) hareket (186.000 mil / sn) ederler. (dalgaların okyanuslar aracılığıyla yayılmasına benzer şekilde) (The fundamental unit of electromagnetic phenomena is the photon, the smallest possible amount of electromagnetic energy of a particular wavelength. Photons, which are without mass, move at the speed of light 300,000 km/sec (186,000 miles/sec) in the form of waves analogous to the way waves propagate through the oceans.)
Bir fotonun enerjisini ışığın frekansı (ve dalga boyu) belirler. ( The energy of a photon determines the frequency (and wavelength) of light that is associated with it. ) Fotonun daha fazla enerjili olması için ışığın frekansı yüksek olmalıdır. (The greater the energy of the photon, the greater the frequency of light) Elektromanyetik dalgaların tüm dizilimi elektromanyetik (EM) spektrumunu kapsar. (The entire array of electromagnetic waves comprises the electromagnetic (EM) spectrum.)
Elektromanyetik (EM) spektrum Elektromanyetik dalgaların tüm dizilerini kapsar. (The waves are called electromagnetic because they consist of combined electric and magnetic waves that result when a charged particle (electron) accelerates.) EM spektrum keyfi tanımlayıcı isimler uygulanmış olduğu için bölgeler veya aralıklarla ayrılmıştır. (The EM spectrum has been arbitrarily divided into regions or intervals to which descriptive names have been applied.)
Çok enerjik (yüksek frekans, kısa dalga boyu) uçta gama ışınları ve X-ışınları vardır. morötesi bölgede Radyasyon yaklaşık 0.36 mikrometreden yaklaşık 1 nanometreye kadar uzanır. (At the very energetic (high frequency; short wavelength) end are gamma rays and x-rays. Radiation in the ultraviolet region extends from about 1 nanometer to about 0.36 micrometers.)
Aşağıdaki iki birim: Spektrumun orta bölgelerini ölçmek için uygundur. mikrometre (µm), metrenin milyonda birine veya nanometre (nm), Bir metrenin milyarda birine denk uzunlukta bir birimdir. (It is convenient to measure the midregions of the spectrum in these two units: micrometers (µm), a unit of length equivalent to one-millionth of a meter, or nanometers (nm), a unit of length equivalent to one-billionith of a meter.)
Görünür bölge ise 0.4 ile 0.7 µm, ya da 400 ile 700 nm arasında olan eşdeğer aralığı kaplar. (The visible region occupies the range between 0.4 and 0.7 µm, or its equivalents of 400 to 700 nm.) Kızılötesi (IR) bölgesi, 0.7 ve 100 µm arasında yayılır. daha kısa dalga uzunluğundaki Kızıl ötesi ışıma, (7 µm yakın) özel bir film ile tespit edilebilir.uzun dalga boylarında da ısı olarak hissedilir. (The infrared (IR) region, spans between 0.7 and 100 µm. At shorter wavelengths (near.7 µm) infrared radiation can be detected by special film, while at longer wavelengths it is felt as heat.)
Daha uzun dalga uzunluğu aralıkları metre (m) ile milimetre (mm) arasında değişen birimleri cinsinden ölçülür. (Longer wavelength intervals are measured in units ranging from millimeters (mm) through meters (m).) Mikrodalga bölgesi 1 m ile 1 mm çapında yayılır; Bu, insan yapımı bir radar sistemleri tarafından kullanılan aralıkların tümünü içerir. (The microwave region spreads across 1 mm to 1 m; this includes all of the intervals used by man-made radar systems, which generate their own active radiation directed towards (and reflected from) targets of interest.) Düşük frekanslı (uzun dalga boyu) bölgenin 1 m dışında olan radyo dalgaları ile ilişkilidir. (The lowest frequency (longest wavelength) region beyond 1 m is associated with radio waves.)
Atmosferik Pencere Atmosferik pencere atmosferdeki geçirebilen dalga boylarını gösterir. Uzaktan algılama cihazları atmosferdeki yutulma nedeni ile sadece belirli dalga boylarında algılama yapılabilir. Bu nedenle tasarımcılar algılayıcıları söz konusu kısıtlamaları göz önünde bulundurarak tasarlarlar.
Yeryüzüne gelen güneş enerjisi atmosfer tarafından uygulanan fiziksel etkiler: 1-yutulma, 2-saçınma, 3-yansıtılma diye sınıflandırılabilir. (NOT): Dünya ile Güneş arasındaki mesafe 150 milyon km'dir. Dünya'ya güneşten gelen enerji, Dünya'da bir yılda kullanılan enerjinin 20 bin katıdır.
Yutulma: Atmosferik yutulma(soğurulma) atmosferi meydana getiren bileşenlerin etkin enerjilerinin yutulması ile sonuçlanır. En etkin yutucular: -su tanecikleri -karbondioksit ve ozondur. Atmosferik pencereler atmosferin kısmi olarak geçirebildiği enerjinin dalga boyu genişlikleridir.
Geçirgenlik Atmosferde saçınan ve yutulan enerjinin bir kısmı da geçirilir. Geçirgenlik=Geçirilen Enerji/Gelen Enerji H 2 O atmosferde çok değişkendir. CO 2 ise mevsimsel olarak değişir. Bundan dolayı H 2 O ve CO 2 nin yutulumunun belirlenmesi çok güçtür.
Çeşitli atmosferik gazların atmosferde farklı yutulum özellikleri sözkonusudur. Aşağıdaki şekilde CO2, H2O, O2, O3 nin yutulum dalga boyları gösterilmiştir.
Saçınım: Atmosferdeki partiküllerin boyutları, elektromenyetik enerjinin atmosferde yayılımını etkilemektedir: 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
-Mie Saçılması: Atmosferin alt tabakalarında oluşan ve askıda bulunan maddelerin büyüklükleri, ışının dalga boyuna eşit olduğunda oluşan saçılma türüdür. Öğlen vaktinde gökyüzü beyaz görünür. -Rayleigh Saçılması: Atmosferin üst tabakalarında oluşan ve askıda bulunan maddelerin büyüklükleri, ışının dalga boyundan küçük olduğunda oluşan saçılma türüdür. Güneşli günde gökyüzü mavi görünür. -Seçimsiz Saçılma: Atmosferdeki parçacıkların çapının enerjinin dalga boyundan büyük olduğu durumda olur
Yansıtılma: Güneş ışınımının tamamı yer yüzeyine ulaşamaz, %30 kadarı atmosfer tarafından geriye yansıtılır. Atmosferden geçirilebilen kısımda ise su, çöl, toprak, kar ve bitki örtüsünün farklı dalga boylarındaki farklı yansıma özellikleri incelenebilir ve amaçlar doğrultusunda kullanılabilir.
Enerji korunumu kanununa göre yeryüzündeki bir obje yüzeyiyle etkileşime giren enerjinin toplamı yansıyan, emilen ve iletilen enerjiye eşittir Bu 3 işlemin hangi düzeyde gerçekleştiği ise obje özelliklerine, enerjinin dalga boyuna ve obje yüzeyine hangi açıyla geldiğine bağlıdır. Elektromanyetik enerjinin yeryüzünde emilen kısmı yüzey ısınmasına ve daha sonra bu ısının ısı enerjisi olarak iletilmesi yol açar
KAYNAKLAR: http://earthobservatory.nasa.gov/features/remotesensing/ http://www.eie.gov.tr/yenilenebilir/g_enj_tekno.aspx http://aves.istanbul.edu.tr/naside/dokumanlar http://www.yildiz.edu.tr/ prezi.com/8yc_opth2qqj/uzaktan-algilama/