Harita - Fotoğraf Merkezi İzdüşüm Ortogonal İzdüşüm 7 Mart 2015 Cumartesi 1
Harita - Fotoğraf 7 Mart 2015 Cumartesi 2
Harita - Fotoğraf 7 Mart 2015 Cumartesi 3
Harita - Fotoğraf 7 Mart 2015 Cumartesi 4
Harita - Fotoğraf Görüntü (resim) özellikleri; Perspektif projeksiyon Homojen olmayan ölçek, Harita özelikleri; Ortogonal projeksiyon, Uniform yada homojen ölçek, Fotogrametrinin amacı; Perspektif görüntülerden ortogonal harita nasıl üretebiliriz? 2 boyutlu görüntülerden nasıl 3 boyutlu bilgi üretebiliriz? sorularına cevap bulmaktır. 7 Mart 2015 Cumartesi 5
Kamera emülsiyon obtüratör diyafram mercek Kamera Basit gösterim 7 Mart 2015 Cumartesi 6
Kamera Bileşenleri Kamera, kamera gövdesi, mercek, emülsiyon taşıyıcı film veya CCD, diyafram ve obtüratörden (shutter) oluşmaktadır. Kameranın kapı deliğini büyültüp küçültmeye yarayan düzeneğe diyafram denir. Diyafram küçüldükçe ışığın içeriye girme miktarı azalır. Obtüratör ise merceğin önünü kapatarak ışık girip çıkmasını kontrol eder. Obtüratörden ne kadar ışık gireceği emülsiyonun hassasiyetine bağlıdır. 7 Mart 2015 Cumartesi 7
Kayıt Ünitesi (Emülsiyon/CCD sensör) Emülsiyonu taşıyacak maddeye (film, cam, CCD) emülsiyon taşıyıcı denir. Analog tip taşıyıcılarda ışığa duyarlı madde gümüş bromür olup yeni teknoloji taşıyıcılarda ise ışığa duyarlı ve elektriksel etkileşimli silikon malzeme bulunmaktadır. Gümüş bromür üzerinde farklı ışık miktarları farklı etki yaparlar. Emülsiyon taşıyıcılar ışığa hassasiyetlerine göre sınıflandırılırlar. Bu sınıflandırmada DIN (Alman) ve ASA (Amerikan) normları kullanılır. 7 Mart 2015 Cumartesi 8
ASA-DIN Normu ASA 2 DIN 1 /3 ASA DIN 1 1 2 4 4 7 8 10 Emülsiyon hassasiyeti (radyometrik çözünürlük) : Emülsiyonun ne kadar ışık ile uyarıldığını belirleyen özelliğe emülsiyon hassasiyeti adı verilir. Film bazlı kameralarda emülsiyonun hassasiyetini ASA ve DIN normları belirler. Hassas film az ışıkla emülsiyonu harekete geçirebilen filmdir. Hassasiyet arttıkça içeri girecek olan ışık miktarı azalır. Amatörlerin kullandığı filmler 100 ASA olup 21 DIN e karşılık gelmektedir. 17-22 DIN arası filmler normal, 22 DIN üzeri filmler ise hassas filmlerdir. Hassas filmler ; 1. Hareketli objelerin fotoğraflarının çekiminde, 2. Işığı az olan yerlerde resim çekerken, 3. Hava fotoğraflarının çekiminde kullanılır. Hava fotoğraflarının çekiminde kısa poz müddeti gerekir, bu nedenle çok hassas filmler kullanılır. 7 Mart 2015 Cumartesi 9
Poz süresi-diyafram sayısı Fotoğrafın şekillenebilmesi için iki önemli değere dikkat edilir. Bunlar diyafram sayısı (aperture) ile poz müddetidir (shutter speed). Çekimden önce ışık şiddetinin ölçülmesi gerekir. Bu işlem POZOMETRE ile gerçekleştirilir. Pozometreden diyafram sayısı ve poz müddeti değerleri okunur. Diyafram sayısı f-stop ve f-number olarak da tanımlanır. f stop(numbe r) f/d Burada f odak uzaklığı, d diyafram çapıdır. Uluslararası standartlara göre diyafram sayıları 1, 1.4, 2.0, 2.8, 4.0, 5.6, 8.0, 11, 16, 22 ve 32 şeklinde sıralanır. Diyafram sayısı büyüdükçe, diyafram çapı küçülür poz müddeti artar. Bu kıstaslardan hangisinin büyük tutulacağı tamamen kullanıcıya bağlıdır. Eğer hareketli bir cismin görüntüsü alınacaksa poz müddeti kısa olmalıdır. 7 Mart 2015 Cumartesi 10
Resim çekme ve TAB işlemi FİLM ALIM BANYO FİLM TAB (BASIM) Filmden fotoğraf elde etme işlemine TAB denir. TAB ile elde edilen pozitif filmdir. Bu işlem için kullanılan alete AGRANDİZÖR denir Görüntü P 2 P 1 ARAZİ KART RESİM ÇEKMİNDE İŞLEM SIRASI Tab(Baskı) işlemi Resim çekim işlemi P 1 P 2 Arazi f Z Film Objektif Emülsiyon Kart k Z f Büyütme katsayısı 7 Mart 2015 Cumartesi 11
Resim çekme ve TAB işlemi TAB işlemi aslında resim alım işleminin tersidir P c O h P Fotoğraf Çekim İşlemi P O P TAB İşlemi c Z M M M r T T c h Z M c k.m r r k=1 ise Z=c olur ve bu işleme bire bir ya da kontak TAB denir. 7 Mart 2015 Cumartesi 12
CCD Alıcı CCD (Charge Couple Device=Yük bağlamalı düzen) ler lineer veya iki boyutlu diziler biçiminde düzenlenmiştir. Lineer diziler bir anı taramak için kullanılır ve zamana bağımlı geometri ortaya koyar. CCD kameralarda olduğu gibi iki boyutlu bir dizi (iki boyutlu matris) belirli bir zaman aralığında iki boyutlu yüzeye düşen ışığın tam olarak kayıt edilmesini sağlarlar. CCD ler sensor yüzeyine düşen fotonları elektronlara dönüştürmek suretiyle çalışırlar. Dizinin ve pikselin büyüklüğü fotogrametrik amaç için kullanılan kameraların en önemli özellikleridir. Diğer önemli özellikler ise dinamik alanı, geometrik özellikleri (özellikle mercek distorsiyonu), verinin sensordan belleğe transferi ve bir resmin kayıt edilmesi için gerekli zamandır. Dizinin büyüklüğü teknoloji ile sınırlıdır. Dijital biçimdeki bir görüntüyü depolamak için gerekli veri büyüklüğü açıkça dizi büyüklüğü ile ilişkilidir. 752x480 lik bir dizinin depolanması için 360 Kb a ve 3000x2000 lik bir dizi içinde 6 Mb gereklidir. 7.5mikron ile taranan bir hava resmi ise yaklaşık 1 Gb yer kaplamaktadır. 7 Mart 2015 Cumartesi 13
Fotoğrafik Görüntüde Bozucu Unsurlar Aberasyon Resim yürümesi Çapsal ve teğetsel distorsiyon 7 Mart 2015 Cumartesi 14
Distorsiyon (Bozulma) Distorsiyonlu Distorsiyonsuz 7 Mart 2015 Cumartesi 15
Distorsiyon (Gerçek ışın yolu) (Teorik ışın yolu) (Gelen ışın) 7 Mart 2015 Cumartesi 16
Distorsiyon ve Aberasyon (Görüntü noktaları gerçek konumlarının dışında oluşurlar.) (Aberasyonlar görüntü radyometrik (renk) kalitesini etkiler.) (Distorsiyonlar görüntü geometrik kalitesini etkiler.) 7 Mart 2015 Cumartesi 17
Çapsal Distorsiyon (Radial Lens Dist.) (Işın yönü perspektif merkezinden geçerken değişir.) (Çapsal distorsiyonun oluşum nedeni: Geniş açılı mercek ve mercek üretim akışıdır.) (Çapsal distorsiyon çapsal uzaklık boyunca oluşur.) (Çapsal distorsiyon asal eksenden uzaklaştıkça ortaya çıkar.) 7 Mart 2015 Cumartesi 18
Çapsal Distorsiyon Fıçı Distorsiyon İğneli Yastık Distorsiyonu Çapsal Distorsiyon 7 Mart 2015 Cumartesi 19
Teğetsel Distorsiyon (Decentric) Mercek topluluğu (Teğetsel distorsiyon mercek sisteminin aynı doğrultuda dizilememsinden kaynaklanır. Çapsal ve teğetsel olmak üzere iki bileşeni vardır.) 7 Mart 2015 Cumartesi 20
Teğetsel Distorsiyon (De-centring) Distorsiyonlu Distorsiyonsuz 7 Mart 2015 Cumartesi 21
Görüntü Yürümesi (Motion Blur) Diyaframın açıldığı an O 1 P ΔB P O 2 P Diyaframın Kapandığı an ΔB : Diyaframın açılıp kapandığı sürede uçağın gittiği yol V : Uçağın hızı ΔT : Poz süresi ΔB ΔT Resim yürümesi; bir noktanın fotoğrafı çekilirken, uçağın hızından dolayı diyaframının açılıp kapanma süresince alım (kayıt) gerçekleştirilir. Bu nedenle bir noktanın film üzerindeki görüntüsü doğru parçası şeklinde oluşur. Bu olaya resim yürümesi (kayıklığı) denir. Resim kayıklığı, kamera diyaframının açılıp kapanması sırasında uçağın kat ettiği yolun resimdeki karşılığıdır. V P ARAZİ 1 mr P ' P '' ΔB 1 mr P ' P '' ΔT V P ' P '' ΔT V 1 mr (Resim yürümesi) 7 Mart 2015 Cumartesi 1 22 ΔT P ' P '' mr (Poz Süresi ) V
Görüntü Yürümesi (Motion Blur) Uygulama: Saatte 300 km hızla giden bir uçaktan resim alımında kullanılan obtüratör sürati 1/1000 sn dir. Resim ölçeği 1/8000 olduğuna göre resim yürümesi ne kadardır? Çözüm: t=1/1000 sn; v=300 km/h Δb 300000 3600 1 1000 80mm P P 80 8000 0.01mm 10μm 7 Mart 2015 Cumartesi 23
Odak düzlemi pürüzlülüğü 7 Mart 2015 Cumartesi 24
Atmosferik refraksiyon 7 Mart 2015 Cumartesi 25
Görüntüleme Sisteminde Çözünürlük (resolving power) Çözünürlük, görüntüleme sisteminin komşu iki objeyi birbirinden ayırt edilebilme yeteneğidir. Çözünürlük özellikle analog filmler için milimetredeki çizgi çifti olarak ölçülür. Ayırma gücü (çözünürlük) 1 mm ye denk düşen siyah ve beyaz çizgi sayısıdır. Çözünürlük= line-pairs per mm Çözünürlüğün ölçümü için bu amaçla özel hazırlanmış kartlar kullanılır. Çözünürlüğü etkileyen parametreler: mercek distorsiyonları, alan derinliği, netlik derinliği, difraksiyon (kırılım), film materyali ve görüntü yürümesidir. 7 Mart 2015 Cumartesi 26
Çözünürlük (Ayırma gücü= Resolving power) Bir fotoğrafta piksel büyüklüğü 10μ * bir çift çizgiyi göstermek için 2 piksel gerekir * 1 çift çizgi = 20 μ = 0.02 mm * 1 mm de kaç çift çizgi gösterilebilir? * 1/0.02 = 50 çç/mm Bir fotoğrafta piksel büyüklüğü 7.5μ * bir çift çizgiyi göstermek için 2 piksel gerekir * 1 çift çizgi = 15 μ = 0.015 mm * 1 mm de kaç çift çizgi gösterilebilir? * 1/0.02 = 67 70 çç/mm 7 Mart 2015 Cumartesi 27
Çözünürlük (Ayırma gücü= Resolving power) Bir fotoğrafta 35 çç/mm ayırt edilebilmesi için 1 piksel kaç mikron olmalıdır? piksel (mm) = 1/ (2 x 35 ) 0.015 mm Bir piksel 15 μ büyüklüğünde olmalıdır. 1 çç = 2 piksel 120 çç/mm = 240 piksel/mm * 1 mm de 7 Mart 2015 Cumartesi 28
Çözünürlük (resolving power) Analog filmler için standart çözünürlük 40-100 lp/mm arasında kabul edilir. Piksel cinsinden çözünürlük dikkate alınırsa; Piksel büyüklüğü= ½ : ayırt edilebilen en küçük detay Ayırt edilen en küçük detay: lp/mm Piksel büyüklüğü=1/(2xlp/mm) -100 lp/mm için piksel büyüklüğü= 1000 µm/200= 5 µm -40 lp/mm için piksel büyüklüğü= 1000 µm/80= 12.5 µm 7 Mart 2015 Cumartesi 29
Filmler Hava fotoğrafları siyah beyaz (pancromatic), renkli (color) ve yakın kızıl ötesi (near infrared) şeklinde olabilmektedir. Bu fotoğraflar elektro manyetik spektrumun görünür ve kızıl ötesi bölgelerini kullanmaktadırlar. Elektro manyetik spektrum aşağıda gösterilmektedir. Violet (menekşe rengi): 0.4-0.446 μm Blue: 0.446-0.500 μm Green: 0.500-0.578 μm Yellow: 0.57-0.592 μm Orange: 0.592-0.620 μm Red: 0.620-0.7 μm 7 Mart 2015 Cumartesi 30
EM Dalga Bant Aralıkları 7 Mart 2015 Cumartesi 31
Radar görüntü & Optik görüntü 7 Mart 2015 Cumartesi 32
Optik Görüntü & Termal Görüntü 7 Mart 2015 Cumartesi 33
Optik Görüntü & Termal Görüntü 7 Mart 2015 Cumartesi 34
LIDAR: Mesafe/Yoğunluk Verisi 7 Mart 2015 Cumartesi 35
Optik görüntü & Lidar mesafe görüntüsü 7 Mart 2015 Cumartesi 36
X-Ray Görüntüsü 7 Mart 2015 Cumartesi 37
Renk Kavramı Bir çok fotogrametrik ve uzaktan algılama uygulaması renkli görüntülerle gerçekleştirilir. Renkli filmin ana avantajı siyah beyaz filmlere göre daha çok detay ayırt etme ve algılamadır. Mavi, kırmızı ve yeşil ana renkler olarak isimlendirilir ve diğer bütün renkler bu üç temel renk bileşeninden üretilir. Sarı, mor ve açık mavi ise alt birim renkler olarak tanımlanır. Bu renkler ana renklerin kesiştirilmesi ile elde edilir. Bütün bu renkler renkli fotoğraf üretiminde kullanılır. 7 Mart 2015 Cumartesi 38
Renk Kavramı 7 Mart 2015 Cumartesi 39
Fotogrametrik hava kameraları Hava kameraları özel olarak dizayn edilmiş düşey pozisyonda görüntü alabilen ve kalibrasyonu (distorsiyonlar giderilmiş) yapılmış aletlerdir. Şu şekilde sınıflandırılabilirler; tek mercekli kameralar (çerçeve) çok mercekli kameralar (çerçeve, farklı bantta görüntü alabilir) şerit kameralar (şerit boyunca sürekli görüntü alırlar) panoramic kameralar (şerit kamera tipinde ancak dar bir şeridi çeken kameralar) 7 Mart 2015 Cumartesi 40
Fotogrametrik hava kameraları İç yöneltme elemanları ; kamera sabiti ve resim koordinat sisteminin x, y başlangıç koordinatlarından oluşur. Hava kameralarının resim kameralarından farkı, objektiflerinin bir mercek olmaması, yani mercek topluluğundan oluşmasıdır. Ayrıca iç yöneltme elemanları bilinir. Her kameranın kamera sabiti üzerine yazılır. Çekilen resim boyutları kare biçimindedir. Emülsiyon taşıyıcı olarak genelde film artık günümüzde dijital görüntü kayıt ünitesi (sensör) kullanılmaktadır. Kamera boyutları 18 18 veya 23 23 cm olup genelde 23 cm boyutlarında film kullanılmaktadır. 7 Mart 2015 Cumartesi 41
Kameraların Sınıflandırılması Kameraları çeşitli şekillerde sınıflandırmak mümkündür. En önemli sınıflama max resim açısına göre yapılan sınıflandırmadır. Buna göre; S : Resim boyutu c : Kamera sabiti α : Maximum resim açısı Kamera boyutu ve sabitine göre resim açısı aşağıdaki eşitlikle hesaplanabilir. tan 7 Mart 2015 Cumartesi 42 α 2 2 2 s c Kamera cinsi Boyut (cm) Kamera sabiti (cm) 120º Çok geniş açılı 23 23 9 90º Geniş açılı 23 23 15 75º Normal açılı 23 23 30 90º Geniş açılı 18 18 11.5 60º Normal açılı 18 18 21 RMK Top 15/23 (Z/Imaging), RC-10,20,30 (LH)
Film kamera görüntüleri Bu kameralarla çekilen resimler üzerinde belli işaretler ve notasyonlar yer alır. Resim üzerindeki müşirler köşelerde veya kenar ortalarında 4 veya 8 adet bulunabilirler. 1 2 3 4 5 + + Resim + + Müşir 1. Resim numarası 2. Tarih 3. Saat 4. Altimetre (Yükseklik) 5. Düzeç Resim çekme anında kameranın; İç yöneltme ile ilgili bilgileri ( orta nokta bulucuları, kamera sabiti) Resim Çekme makinesi ve objektif no su Resim Numarası Resim Çekme tarihi Resim Çekme makinesi ile ilgili aletlerin verdiği özel bilgiler ( Küresel düzeç, Yükseklik Ölçer veya statoskop, saat) resmin kenarına iz düşürülür. 7 Mart 2015 Cumartesi 43
Film çerçeve işaretleri 7 Mart 2015 Cumartesi 44
Dijital kameralar Bu kameralar görüntü kayıt ünitesi olarak CCD kullanırlar. Her bir CCD dizin tarafından alınan enerji elektriksel dönüşüm sonucu gerçek görüntü halini alır. Kamera gövdesi ve mercek sistemi analog kameralarla aynıdır. Çözünürlükleri piksel sayıları ile ifade edilir. Dijital kameralara örnek olarak DMC II (Digital Moduler Camera, Z/I, 16768 14016 pixel, 5.6 µm), ADS40 (LH, 12000 12000 pixel, (6.5) 3.25 µm) ve UltraCamX-Xp-D-Eagle (Vexel Coop., 20010 130800 pixel, 5.2 µm ) verilebilir. 7 Mart 2015 Cumartesi 45
Dijital çerçeve (frame) kamera 7 Mart 2015 Cumartesi 46
Dijital satır (line) tarayıcı kamera 7 Mart 2015 Cumartesi 47
Dijital satır tarayıcı kameralar 7 Mart 2015 Cumartesi 48
Dijital satır tarayıcı kameralar 7 Mart 2015 Cumartesi 49
Dijital kamera görüntüleri 7 Mart 2015 Cumartesi 50
Analog & Dijital kameralar 7 Mart 2015 Cumartesi 51