Yrd. Doç. Dr. Saygın ABDİKAN (Grup B) Öğretim Yılı Güz Dönemi

Benzer belgeler
Yrd. Doç. Dr. Saygın ABDİKAN Öğretim Yılı Bahar Dönemi

Yrd. Doç. Dr. Saygın ABDİKAN Öğretim Yılı Bahar Dönemi

Yrd. Doç. Dr. Saygın ABDİKAN Öğretim Yılı Bahar Dönemi

Yrd. Doç. Dr. Saygın ABDİKAN Öğretim Yılı Bahar Dönemi

Uzaktan Algılama Teknolojileri

Elektromanyetik Radyasyon (Enerji) Nedir?

Yrd. Doç. Dr. Saygın ABDİKAN Öğretim Yılı Bahar Dönemi

Yrd. Doç. Dr. Saygın ABDİKAN Öğretim Yılı Bahar Dönemi

UYDU GÖRÜNTÜLERİ VE SAYISAL UZAKTAN ALGILAMA

YTÜ Makine Mühendisliği Bölümü Termodinamik ve Isı Tekniği Anabilim Dalı Özel Laboratuvar Dersi Radyasyon (Işınım) Isı Transferi Deneyi Çalışma Notu

ORM 7420 USING SATELLITE IMAGES IN FOREST RESOURCE PLANNING

Fotovoltaik Teknoloji

TÜRKİYE CUMHURİYETİ DEVLETİNİN temellerinin atıldığı Çanakkale zaferinin 100. yılı kutlu olsun.

Uzaktan Algılama Teknolojileri

Işınım ile Isı Transferi Deneyi Föyü

Uzaktan Algılama Teknolojileri

Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ GEOMATİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ FOTOGRAMETRİ ANABİLİM DALI SUNULARI JDF435 UZAKTAN ALGILAMA DERSİ NOTLARI

UZAKTAN ALGILAMA- UYGULAMA ALANLARI

Meteoroloji. IX. Hafta: Buharlaşma

2016 Yılı Buharlaşma Değerlendirmesi

Konular Uzaktan Algılama ya Giriş II. HAFTA : Temel Esaslar Doç. Dr. Semih EKERCİN II. HAFTA Temel Esaslar Bu nedenle, uzaktan algılama biliminde,

Uzaktan Algılama Teknolojisi. Doç. Dr. Taşkın Kavzoğlu Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü Gebze, Kocaeli

Zeus tarafından yazıldı. Cumartesi, 09 Ekim :27 - Son Güncelleme Cumartesi, 09 Ekim :53

UZAKTAN ALGILAMA YÖNTEMİ MADEN ARAŞTIRMA RAPORU

1. Değişik yeryüzü kabuk tiplerinin spektral yansıtma eğrilerinin durumu oranlama ile ortaya çıkarılabilmektedir.

1. AMAÇ Işınımla ısı transferi olayının tanıtılması, Stefan-Boltzman kanunun ve ters kare kanunun gösterilmesi.

TEMEL GÖRÜNTÜ BİLGİSİ

Uzaktan Algılama Teknolojileri

COĞRAFİ BİLGİ SİSTEMLERİ VE UZAKTAN ALGILAMA

KMB405 Kimya Mühendisliği Laboratuvarı I IŞINIMLA ISI İLETİMİ. Bursa Teknik Üniversitesi DBMMF Kimya Mühendisliği Bölümü 1

Elektromanyetik Işıma Electromagnetic Radiation (EMR)

Isı transferi (taşınımı)

Yrd. Doç. Dr. Saygın ABDİKAN (Grup B) Öğretim Yılı Güz Dönemi

METEOROLOJİ SICAKLIK. Havacılık Meteorolojisi Şube Müdürlüğü. İbrahim ÇAMALAN Meteoroloji Mühendisi

Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ GEOMATİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ FOTOGRAMETRİ ANABİLİM DALI SUNULARI JDF 435 UZAKTAN ALGILAMA DERSİ NOTLARI

ÖĞRENME ALANI : FİZİKSEL OLAYLAR ÜNİTE 5 : IŞIK

Ormancılıkta Uzaktan Algılama. 4.Hafta (02-06 Mart 2015)

DİJİTAL UYDU GÖRÜNTÜSÜ Raster Veri

JDF821 UZAKTAN ALGILAMA GÖRÜNTÜLERİNDEN DETAY ÇIKARIMI

Yrd. Doç. Dr. Saygın ABDİKAN Öğretim Yılı Bahar Dönemi

UZAKTAN ALGILAMA* Doç.Dr.Hulusi KARGI Pamukkale Üniversitesi, Jeoloji Müh. Bölümü - Denizli

Uzaktan Algılama ve Teknolojik Gelişmeler

FOTOYORUMLAMA UZAKTAN ALGILAMA

İçerik. Giriş 1/23/13. Giriş Problem Tanımı Tez Çalışmasının Amacı Metodoloji Zaman Çizelgesi. Doktora Tez Önerisi

Hidroloji Disiplinlerarası Bir Bilimdir

Uzaktan Algılamanın. Doğal Ekosistemlerde Kullanımı PROF. DR. İ BRAHİM ÖZDEMİR SDÜ ORMAN FAKÜLTESI I S PARTA

KIZILÖTESİ KULAKTAN SICAKLIK ÖLÇEN TERMOMETRELERİN KALİBRASYONU

Hava Kirliliği Meteorolojisi Prof.Dr.Abdurrahman BAYRAM

HİDROLOJİ. Buharlaşma. Yr. Doç. Dr. Mehmet B. Ercan. İnönü Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü

1. HAFTA Giriş ve Temel Kavramlar

HİDROJEOLOJİ. Hidrolojik Çevrim Bileşenleri Buharlaşma-Yağış. 2.Hafta. Prof.Dr.N.Nur ÖZYURT

Dr. Fatih AY. Tel:

METEOROLOJİ. III. Hafta: Sıcaklık

Uzaktan Algılama Teknolojileri

GÖRÜNTÜ ANALİZİ. Doç. Dr. Füsun Balık ŞANLI

Yrd. Doç. Dr. Saygın ABDİKAN (Grup B) Öğretim Yılı Güz Dönemi

T. C. GÜMÜŞHANE ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK VE DOĞA BİLİMLERİ FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ DENEYLER 2

Önemli Notlar : 1. Hafta deneye girecekler için 26 Şubat 2018 tarihinde 12:30 da M201 no lu sınıfta deney öncesi kısa sınav yapılacaktır.

ALETLİ ANALİZ YÖNTEMLERİ

ULUSAL COĞRAFİ BILGİ SISTEMLERİ KONGRESİ 30 Ekim 02 Kasım 2007, KTÜ, Trabzon

Yıldızlara gidemeyiz; sadece onlardan gelen ışınımı teleskopların yardımıyla gözleyebilir ve çözümleyebiliriz.

BÖLÜM 7. ENSTRÜMENTAL ANALİZ YÖNTEMLERİ Doç.Dr. Ebru Şenel

Uzaktan Algılama Teknolojileri

OPTİK. Işık Nedir? Işık Kaynakları

Sıcaklık (Temperature):

ÖĞRENME ALANI : FİZİKSEL OLAYLAR ÜNİTE 5 : IŞIK

ISI TEKNİĞİ PROF.DR.AHMET ÇOLAK PROF. DR. MUSA AYIK

Dr. Fatih AY. Tel: ayfatih@nigde.edu.tr

12. SINIF KONU ANLATIMLI

Kuantum Fiziğinin Gelişimi (Quantum Physics) 1900 den 1930 a

OPTİK Işık Nedir? Işık Kaynakları Işık Nasıl Yayılır? Tam Gölge - Yarı Gölge güneş tutulması

AYDINLATMA SİSTEMLERİ. İbrahim Kolancı Enerji Yöneticisi

SU Lise Yaz Okulu 2. Ders, biraz (baya) fizik. Dalgalar Elektromanyetik Dalgalar Kuantum mekaniği Tayf Karacisim ışıması

Isı ve Sıcaklık. Test 1'in Çözümleri

BİYOLOLOJİK MALZEMENİN TEKNİK ÖZELLİKLERİ PROF. DR. AHMET ÇOLAK

Tanımlar, Geometrik ve Matemetiksel Temeller. Yrd. Doç. Dr. Saygın ABDİKAN Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ. JDF329 Fotogrametri I Ders Notu

I.10. KARBONDİOKSİT VE İKLİM Esas bileşimi CO2 olan fosil yakıtların kullanılması nedeniyle atmosferdeki karbondioksit konsantrasyonu artmaktadır.

Işık ve Aynalar 1- Yansıma SORU 2- Yansıma Kanunları Yansıma kanunları; NOT: 3- Yansıma Çeşitleri a) Düzgün Yansıma

İKLİM ELEMANLARI SICAKLIK

DENEY 2. IŞIK TAYFI VE PRİZMANIN ÇÖZÜNÜRLÜK GÜCÜ

12. SINIF KONU ANLATIMLI

TEST 14-1 KONU IŞIK GÖLGE RENK. Çözümlerİ ÇÖZÜMLERİ

HAYALİMO EKİBİ 5.ÜNİTE IŞIĞIN YAYILMASI

GÜNEŞ ENERJİSİ II. BÖLÜM

BİNA BİLGİSİ 2 ÇEVRE TANIMI - İKLİM 26 ŞUBAT 2014

Çevresel Gürültü Ölçümleri

Veri toplama- Yersel Yöntemler Donanım

ISI VE SICAKLIK. 1 cal = 4,18 j

AST404 GÖZLEMSEL ASTRONOMİ HAFTALIK UYGULAMA DÖKÜMANI

Meteorolojik ölçüm sistemleri Doç. Dr. İbrahim SÖNMEZ

Isı ve sıcaklık arasındaki fark : Isı ve sıcaklık birbiriyle bağlantılı fakat aynı olmayan iki kavramdır.

SU MÜHENDİSLİĞİNE GİRİŞ YRD. DOÇ. DR. FATİH TOSUNOĞLU

GÜNEŞİN ELEKTROMANYETİK SPEKTRUMU

TEMEL GÖRÜNTÜ BİLGİSİ

Işık Yayan Canlılık: Biyolüminesans

Uydu Görüntüleri ve Kullanım Alanları

Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ. BEÜ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ GEOMATİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ JDF329 FOTOGRAMETRİ I DERSi NOTLARI

SAYISAL GÖRÜNTÜ İŞLEMENİN TEMELLERİ 2. HAFTA YRD. DOÇ. DR. BURHAN BARAKLI

Dr. Osman TURAN. Makine ve İmalat Mühendisliği Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi ISI TRANSFERİ

Not: Bu yazımızın video versiyonunu aşağıdan izleyebilirsiniz. Ya da okumaya devam edebilirsiniz

Transkript:

Uzaktan Algılama (JDF439) Hiperspektral ve termal bantlı uydular Ön-işlem adımları Yrd. Doç. Dr. Saygın ABDİKAN (Grup B) 2016-2017 Öğretim Yılı Güz Dönemi 1

Termal (Isıl) Uzaktan Algılama Termal ışımanın teorisi ve fizik Termal ışıma ve uzaktan algılama Uygulamalar 2

Işıma kaynağı: Güneş ışıması/radyasyonu Görünür Yakın kızılötesi Kısa dalga yakınötesi Dünya yüzeyi Termal kızılötesi Mikrodalga (yayılım toprak nemi 3

Potansiyel enerji, cisimlerin bir alanda bulundukları fiziksel durumlardan ötürü depoladığı kabul edilen enerji Kinetik enerji, cisimlerin hareketlerine bağlı olarak sahip oldukları enerji Mutlak sıcaklığın üzerindeki her cisim, atomlarının titreşmesi, dönmesi ve hareket etmesi sonucunda sahip olduğu kinetik enerjiye bağlı olarak elektromanyetik ışınım yayarlar. 0 Kelvin, 273,15 Celsius Bir cismin moleküllerinin rastlantısal hareketlerine bağlı olarak kazandığı enerji, cismin kinetik ısısı olarak adlandırılır. Sunar, 2011 4

5

Kinetik ısısı (dolayısıyla sıcaklığı) ısı, ışık veya elektriksel etkilerle artan cisim, sıcaklığa bağlı olarak sahip olduğu kinetik ısısını elektromanyetik ışınım enerjisine Genel olarak ısı enerjisinin transferi; 1. İletim (Kondüksiyon): moleküler temas, 2. Taşınım (Konveksiyon): ısıtılan malzemenin fiziksel yer değiştirimi, 3. Işıma (Radyasyon): elektromanyetik dalga Sıcaklık bir cisimdeki tüm atomların veya moleküllerin ortalama kinetik enerjisi olarak tanımlanır. Isı ise farklı sıcaklıklara sahip cisimler arasındaki ısıl enerji akışıdır. Sunar, 2011 6

Termal IR band : atmosfer ve dünya üzerimdeki tüm nesnelerden ışıyan ısı enerjisi 7

Atmosfer, elektromanyetik spektrumun diğer bölgelerde olduğu gibi ısıl kızıl ötesi bölgedeki enerjiyi de yutulma bölgelerinden dolayı düzenli bir yapıda geçirmez Belirli dalga boylarında karbondioksit, su buharı ve ozon nedeniyle yutulma bölgeleri mevcuttur. Isıl kızıl ötesi bölgede atmosfer pencereleri. Sunar, 2011 8

Planck kanunu Bir nesne tarafından yayılan ve dalgaboyu ile sıcaklığın fonksiyonu olan enerji miktarını tanımlar Dalgaboyunda ki ışıma miktarı 9

Planck kanunu Dalgaboyuna bağlı olarak nesnelerin siyah cisim ışıması Siyah cisim üzerine düşen bütün ışınları soğuran/yutan ve hiçbir ışığı yansıtmayan, geçirmeyen cisim 10

Wien kayma yasası Tepe noktasında meydana gelen yön değişimi Wien kayma yasası ile tanımlanır Cismin sıcaklığı arttıkça yayınlanan ışıma enerjisinin dalga boyu küçülmekte, elektromanyetik spektrumda kızılötesi bölgesinden mor ötesi bölgesine doğru kaymaktadır. Wien fonksiyonu 11

Kirchhoff yasası Bir yüzeyin (duvar, masa vb.) λ dalgaboyunda yansıtımı Bir yüzeyin (duvar, masa vb.) λ dalgaboyunda soğurması Yayılım Kirchhoff: ε λ = α λ 12

Genel olarak yayımı (ε) etkileyen temel faktörler Cisimlerin renk tonu; koyu cisimler daha iyi yutucu ve daha iyi yayıcıdır. Yüzey pürüzlülüğü; dalga boyuna göre daha pürüzlü (kaba) olan yüzeyler daha büyük yüzey alanına ve daha büyük yutulma ve tekrar yayma potansiyeline sahiptirler. Nem içeriği; nem içeriği fazla olan cisimlerin daha fazla yayıcı olma kapasitesi vardır. Görüş alanı ve bakış açısıdır. 13

Stefan-Bolzmann kanunu Verilen bir sıcaklık değeri için bir nesnenin tüm dalgaboyunda yaydığı toplam enerji miktarını belirtir Cisim sıcaklığının 4. kuvveti ile doğru orantılı Yayılım ile gelen düzeltme ile 14

Doğal yüzeylerin yayılım değerleri (8-14 μm) Siyah cisim :ε = 1 Temiz su: ε = 0,98-0,99 Çıplak arazi: ε = 0,92-0,94 Yeşil bitki: ε = 0,96-0,99 Kuru bitki: ε = 0,88-0,94 Cam: ε =0,77-0,81 Aluminyum folyo: ε = 0,03-0,07 15

Bitki örtüsü Yeşil yapraklı bitkiler fotosentez için mavi ve kırmızı bölgeden enerji sağlar Sıcaklık arttıkça ışıma yapar ancak yaprakları ile terleyerek yutulum gösterir Sıcaklık; kanopi alanı, terleme oranına bağlı olarak değişir Toprak sıcaklığı, algılayıcı açısı, bitki örtüsü tipi ve bu örtünün nem içeriği dikkate alınmalı 16

Toprak Toprak: Su içeriğine bağlıdır Su, iyi bir yutucu ve ışıyıcıdır ancak buharlaşma nedeni ile soğudukları için ışınım oranı düşer Kuru toprak daha çok enerji soğurup ısındığı için daha çok ısıl ışınım yapar Kayaçlar: Kaya gibi katı cisimlerde enerji transferi iletim (moleküler temas) yoluyla Isı enerjisi yüzeye yakın yerlerde yağunlaşır ~50-100cm Gün boyu yüksek, gece çok düşük sıcaklık 17

Termal algılayıcı Mavi: ıslak toprak Kırmızı: kuru toprak http://bestdroneforthejob.com/drone-buying-guides/agriculture-drone-buyers-guide/ 18

Su Isıl görüntülerde su cisimleri karaya göre gündüz daha soğuk (daha koyu renk tonunda), gece daha sıcaktır (daha açık renk tonu) Su kötü bir yansıtıcı fakat iyi bir yayıcıdır Zemin (beton, asfalt vb.) Gece gündüz ılıktır Gündüz güneş ışınını yutar, gece bile kuvvetli ışıma yapar 19

Ormanlar Ağaç toplulukları gündüz görece koyu renkte görünürken gece açık renkte görünürler. Yapraklarda oluşan terleme, sıcaklığı düşürdüğü için bitki örtüsü topraktan daha soğuk (koyu renkte) görünür. Geceleri ise yüksek su içeriği ve yaprak katmanlarının yalıtım etkisinden dolayı bitki örtüsü, kendisini çevreleyen topraktan daha sıcak (daha açık renk tonunda) görünür. 20

Isıl algılamada 3-5 μm çok sıcak cisimlerin algılanması, 8-14 μm ise çok sıcak olmayan yeryüzü cisimlerinin algılanması için uygun olan spektral bölgelerdir. Çok sıcak cisimler 8-14 μm bölgesinde de algılanabilir. 21

Kaya tipleri ve yapıları Volkanların ısıl özellikleri Soğuk/sıcak su kaynakları (balıkçılık) Orman yangınları Çöplük/atık alanlarda meydana gelen yangınlar Göl ve nehirlerdeki ısıl ayrışmanın özellikleri, 22

23

Volkanik alan http://geoinfo.amu.edu.pl/wpk/rst/rst/sect13/sect13_10.html 24

Şili volkan patlaması Kısa IR (sarı-kırmızı) sıcaklık > 600K http://cimss.ssec.wisc.edu/goes/blog/archives/17829 25

http://www.eurosense.com/ 26

http://www.xyht.com/aerialuas/thermal-imaging-heats-up-the-geospatial-world/ 27

https://frontierscientists.com/2014/06/measuring-modelinggeothermal-resources-at-pilgrim-hot-springs/ 28

Termal anomali- deprem Kamchatka earthquake (M = 7.0, 21 Jun 1996, Far East, Russia). NOAA-14, 14 Jun 1996 NOAA-14, 22 Jun 1996 29

Environ Monit Assess (2016) 188: 30 DOI 10.1007/s10661-015-5032-2 30

Environ Monit Assess (2016) 188: 30 DOI 10.1007/s10661-015-5032-2 31

Environ Monit Assess (2016) 188: 30 DOI 10.1007/s10661-015-5032-2 32

Environ Monit Assess (2016) 188: 30 DOI 10.1007/s10661-015-5032-2 33

Environ Monit Assess (2016) 188: 30 DOI 10.1007/s10661-015-5032-2 34

Yer Yüzey Sıcaklığı (LST) http://www.mdpi.com/2072-4292/7/4/4268/htm 35

Verilerin ön işlenmesi, Radyometrik düzeltme Atmosferik düzeltme Topografik düzeltme Görüntü zenginleştirme Gürültü giderme Geometrik düzeltme 36

RADYOMETRİK DÜZELTME Kısmen atmosferik olayların ve atmosferin fiziksel ve kimyasal yapısının etkisinden çoğunluk olarak da arazi yüzeyinden, dünyanın yuvarlak şeklinden kaynaklanan aydınlatma ve yansıtma anormallikleri sonucu oluşan hatalı piksel değerlerinin düzeltilmesi amacıyla uygulanan matematiksel yöntemlerdir. http://anapod.anadolu.edu.tr/groups/ucs541maltan/wiki/154fa/

ÖN İŞLEME-Radyometrik Düzeltme Elektromanyetik ışınım atmosferden geçerken etkileşimde bulunur ve saçılır. Saçılma sonucu güneşten gelen toplam ışınım miktarında azalma olur, benzer şekilde hedeften algılayıcıya gelen yansıtım da atmosferden geçerken saçılır ve yansıtım miktarında değişim gözlenir. Atmosferin uzaktan algılanmış verilere olan bu etkisini gidermek için atmosferin etkisinin giderilmesi/minimuma indirilmesi gereklidir http://anapod.anadolu.edu.tr/groups/ucs541maltan/wiki/154fa/ 38

ÖN İŞLEME-Radyometrik Düzeltme Radyometrik düzeltme işlemi neden yapılır; görüntüde aydınlanma ve bakış geometrisindeki farklılıklar atmosferik etkiler ve algılayıcı kaynaklı gürültü gibi hatalarının giderilmesi için yapılır. bu etkenler; seçilen algılayıcı türü platform ile veri alımı boyunca atmosferin durumuna göre değişmektedir. http://anapod.anadolu.edu.tr/groups/ucs541maltan/wiki/154fa/ 39

ÖN İŞLEME-Radyometrik Düzeltme Radyometrik düzeltme işlemi neden yapılır; Radyometrik düzeltme aynı zamanda farklı algılayıcı ve farklı tarihlerde algılanmış verilerin karşılaştırılmasına yönelik (nicel analizler), bu verilerin bilinen mutlak ışınım veya yansıtma birimlerine dönüştürülmesi için de gerekli bir işlem adımıdır. Optik algılayıcılarda aydınlanma ve bakış geometrisindeki farklılıklar, görüntülenen yeryüzü, güneş ve algılayıcı arasındaki geometrik ilişkileri ve uzaklığı göz önüne alan farklı modeller ile düzeltilmektedir. http://anapod.anadolu.edu.tr/groups/ucs541maltan/wiki/154fa/ 40

Bir bölgenin mozaiğinin oluşturulmasına yönelik aynı algılayıcıdan alınan birçok görüntü arasında homojen aydınlanma sağlamak amacıyla bu işlem yapılmalıdır. http://codex99.com/cartography/103.html 41

ÖN İŞLEME-Radyometrik Düzeltme Herhangi bir algılayıcı sistem tarafından ölçülen ışınırlık, aydınlanma geometrisindeki, atmosferik koşullardaki, bakış geometrisindeki ve algılayıcı karakteristiklerindeki değişimlerden etkilenir Genellikle bu etkilerin düzeltilmesi algılayıcı sisteme ve uygulama çeşidine bağlı olarak farklılık gösterir. Örneğin bakış geometrisi gibi etkiler uçak-bazlı sistemlerde uydu sistemlerine göre çok daha önemli bir etkiye sahiptir.

ÖN İŞLEME-Radyometrik Düzeltme Spektrumun görünür ve kızıl ötesi bölgelerinde kullanılan pasif algılama sistemlerinde belirgin radyometrik düzeltme aşamaları dört adımda incelenebilir; 1. Algılayıcı kalibrasyonu, 2. Atmosferik düzeltme, 3. Topoğrafik düzeltme ve 4. Güneş in açısal yüksekliği ve yeryüzüne olan uzaklığına bağlı düzeltme olarak

Ön İşleme-Radyometrik Düzeltme Algılayıcı Kalibrasyonu Uydu görüntüsündeki piksel yansıtım değerleri algılayıcıya gelen ışınırlık değerlerine dönüştürülür. Bu dönüşüm özellikle farklı zamanlarda farklı algılayıcılar tarafından ölçülen objelerin yansıtımlarındaki değişimlerin analizinde ve parlaklık değerlerinin yeryüzünde yapılan sayısal ölçümlerle ilişkilendirilmesi (örneğin su kalitesi ile ilgili ölçümler-spektrometre) için gerekli olan matematiksel modellerin geliştirilmesinde kullanılır.

Algılayıcılardaki her bir bant için gelen ışınırlık değerini piksel parlaklık/gri değerine dönüştüren farklı bir çıkış fonksiyonu (kalibrasyon parametreleri) vardır. Bu fonksiyonların özellikleri, algılayıcı platformundaki kalibrasyon lambalarıyla veya Güneş e yapılan periyodik gözlemlerle sürekli kontrol edilir. Bu şekilde platform üzerindeki ölçmelerle sürekli kontrol edilen ve güncellenen kalibrasyon verileri kullanıcılara işletmeci firma tarafından sağlanır. 45

Ön İşleme-Radyometrik Düzeltme Algılayıcı Kalibrasyonu Genellikle algılayıcılar gelen enerjiye lineer bir tepki verecek şekilde tasarlanırlar. Algılayıcıya gelen ışınırlıkla piksellere atanan gri değerleri (DN) arasındaki ilişki, platformdaki iç kalibrasyon standartlarının spektral ışınırlık değerlerinden lineer regresyon analiziyle bulunur, örn.; Landsat TM için; R ölçülen = A i * DN + B i SPOT HRV için; R ölçülen = DN / A i R ölçülen = ölçülen ışınırlık A i = i bantı için kalibrasyon kazancı B i = i bantı için kalibrasyon ötelemesi A ve B değerleri literatürden veya görüntü destek dosyalarından bulunabilir.

47

Ön İşleme-Radyometrik Düzeltme Atmosferik Düzeltme Atmosfer, Güneş ışınırlığı ve algılayıcının ölçtüğü ışınırlık arasında karmaşık bir ilişki oluşturur. Temel olarak atmosfer gelen enerjiyi yutar ve/veya saçar. Optik bölgede uzaktan algılama sistemleri ile elde edilen enerji yeryüzünden yansıyan ve/veya yayılan enerjiyle atmosferin yaydığı ve/veya saçtığı enerjinin karışımıdır Diğer bir ifade ile algılayıcının birim zamanda birim alandan birim katı içinden algıladığı enerji (ışınırlık), birim zamanda birim alana gelen enerjinin (birim ışınırlık), hedef yansıtımının, atmosferin saçtığı enerjinin ve atmosferik yutulmanın bir fonksiyonudur.

Ön İşleme-Radyometrik Düzeltme Atmosferik Düzeltme Görüntüdeki her bir piksel değerinin fonksiyonu olan algılayıcı ışınırlığı matematiksel olarak; Burada; R ölçülen = algılayıcının ölçtüğü toplam spektral ışınırlık, = algılanan yer yüzeyinin yansıtımı, E = birim zamanda yer yüzeyinin birim alanına gelen enerji (birim ışınırlık), T = atmosferin geçirimi (gelen enerji miktarının atmosfer olmaması durumunda yeryüzüne gelecek olan enerji miktarına oranı), Lp = atmosferik yol ışınırlığı matematiksel olarak

Ön İşleme-Radyometrik Düzeltme Atmosferik Düzeltme Toplanan atmosferik yol ışınırlığı (Lp) görüntü kontrastını azaltan pus etkisi oluşturur ve bu etki küçük dalga boylarına doğru artış gösterir.

Ön İşleme-Radyometrik Düzeltme Atmosferik Düzeltme Atmosferik etkilerin giderilmesinde kullanılan radyometrik düzeltme üç farklı şekilde yapılmaktadır: 1. Uydu algılayıcısı, atmosfer ve hedef arasındaki ilişkiyi ve etkileşimleri modelleyen fiziksel metotlar kullanılır. Atmosferik düzeltmelerin fiziksel olarak modellendiği bu yaklaşım en sağlam ve tutarlı ancak en zor yaklaşımdır. En yaygın kullanılan modeller 5S, 6S (Second Simulation of the Satellite Signal in the Solar Spectrum), LOWTRAN, MODTRAN, FLAASH, ATCOR2 ve ATCOR3 modelleridir. Bu simülasyonlar meteorolojik, mevsimsel ve coğrafik değişkenleri girdi olarak alırlar. Pratikte bu değişkenler için yeterli zamansal ve mekânsal çözünürlükte değerler elde edilemez ve özellikle atmosferik aerosollerin dağılımının tahmini zordur. Bu yaklaşımlarda Güneş birim ışınırlığı, Güneş ile Dünya arasındaki uzaklığın değişimine bağlı olarak normalize edilir.

http://www.exelisvis.com/docs/flaash.html 52

http://www.exelisvis.com/docs/flaash.html 53

http://www.pcigeomatics.com/pdf/geomatica/tutorials/geomatica_2015_atcor.pdf 54

2. Atmosferik düzeltmeler, yansıtımı bilinen doğal veya yapay yeryüzü hedeflerine dayalı olarak yapılır. Yansıtım özellikleri çok iyi bilinen, yeterli çözünürlüğe sahip ve görüntü alanına iyi dağılmış hedef objeleri atmosferik koşulların konumdan konuma olan değişimlerinin belirlenmesinde etkin olarak kullanılabilir 55

Ön İşleme-Radyometrik Düzeltme Atmosferik Düzeltme 3. En kolay ve en yaygın kullanılan atmosferik düzeltme yöntemi koyu piksel çıkartımı yöntemidir. Bu yöntemde herhangi bir spektral bant için bir minimum parlaklık değeri (DN) belirlenir ve bu değere göre görüntü histogramı ötelenir. Yani belirlenen değer görüntüdeki bütün piksellerin yansıtım değerlerinden çıkartılır. Bu yöntemde ilgili spektral bant için bazı piksellerin sıfır yansıtım değerine sahip olması gerekliliği kabul edilir. Böylece bu pikseller için ölçülen ışınırlığın (Lp) atmosferik saçılma sonucu oluştuğu ve konumdan konuma değişmediği kabul edilir. Genellikle optik veriler için gölge alanlar ve kızıl ötesi bantlar için temiz derin su kütleleri hedef olarak seçilir. Ancak bu yöntem oldukça kaba bir yaklaşımdır ve daha çok pratik amaçlar için kolay ve uygulanabilir bir yöntemdir.

Ön İşleme-Radyometrik Düzeltme Atmosferik Düzeltme Genellikle optik veriler için gölge alanlar ve kızıl ötesi bantlar için temiz derin su kütleleri hedef olarak seçilir. Şekilde İstanbul, Büyükçekmece bölgesine ait Landsat TM uydu verisinde kızıl ötesi bantta su cismi hedef olarak seçilerek görüntü histogramı incelenmiş ve su cismine ait piksellerin sıfır yansıtım değerine sahip olması gerekliliğinden yola çıkılarak atmosferin etkisi belirlenmiştir. Ancak bu yöntem oldukça kaba bir yaklaşımdır ve daha çok pratik amaçlar için kolay ve uygulanabilir bir yöntemdir

Ön İşleme-Radyometrik Düzeltme Topoğrafik düzeltme Topoğrafik düzeltme adımında, topoğrafik değişimlere bağlı olarak oluşan sinyal farklılıkları normalize edilir. Bu amaçla en yaygın kullanılan yöntem bant oranlaması dır. Örneğin, Landsat TM için 5. bandın 4. banda oranı gibi. Yansıtım, topoğrafyaya bağlı olarak aynı cisim için farklılık gösterse de iki bandın birbirine olan oranı aynı olacaktır. Oldukça basit olan bu yöntem topoğrafik etkiyi kısmen gidermektedir.

http://cret.cnu.edu.cn/clab/lecture/multi-lecture/rs&ii/lect-09.pdf 59

Ön İşleme-Radyometrik Düzeltme Atmosferik Düzeltme Diğer bir yaklaşım, yüzeyin Lambert yüzeyi olduğu kabulüyle, dalga boyunun sabit olduğu ve atmosferik etkileşimlerin olmadığı kabul edilerek, yansıtımdaki değişimin lokal geliş açısından kaynaklanması durumudur. Bu durumda algılayıcıya gelen ışınırlık aşağıdaki eşitlik ile normalize edilir: R ölçülen R 0 i algılayıcıya gelen ışınırlık topoğrafik farklılıklar için normalize edilmiş ışınırlık değeridir. lokal geliş açısı, Güneş ışınırlık yolu ile lokal yüzey normali arasındaki açıdır. Yüzeyin Lambert olmaması durumunda düzeltme işlemi oldukça karmaşıklaşır Yapılan uygulamalara göre, eğer yüzey eğim açısı 25 den küçükse ve etkin aydınlanma açısı yaklaşık 45 ise, yüzeyin Lambert yüzeyi olarak kabul edilmesi daha uygun bir yaklaşım olacaktır.

Lambert yüzeyi, gelen enerjiyi her doğrultuda uniform yansıtan bir yüzeydir. (Lambert yüzeyine nereden bakılırsa bakılsın eşit parlaklıkta görünür) Daha teknik bir ifade ile yüzeyden olan ışınırlık difüz (dağınık) yansıtıma bağlı olarak izotropik (eş yönlü) tir. Örneğin, cilasız bir ahşap yüzey yaklaşık Lambert yüzeyi iken cilalandıktan sonra değişik noktalarda oluşan speküler yansımaya bağlı olarak Lambert yüzeyi değildir. Tüm kaba dokulu yüzeyler ideal Lambert yüzeyi olmamasına rağmen bu kabul, yüzey özelliklerinin bilinmediği durumlar için geçerli bir yaklaşımdır. http://en.wikipedia.org/wiki/diffuse_reflection

Ön İşleme-Radyometrik Düzeltme: Güneş in Açısal Yüksekliğine ve Yeryüzüne Olan Uzaklığına Bağlı Düzeltme Bazı durumlarda farklı optik görüntülerin karşılaştırılabilmeleri için aydınlanma geometrilerindeki farklılıkların standartlaştırılması (normalize edilmesi) gerekir. Yüzeyin Lambert yüzeyi, dalga boyunun sabit olduğu ve atmosferik etkileşimlerin olmadığı kabul edilerek yansıtımdaki değişimin Güneş in açısal yüksekliğine bağlı olduğu durumda algılayıcıya gelen ışınırlık aşağıdaki eşitlik ile normalize edilir: R ölçülen algılayıcıya gelen ışınırlık R 0 aydınlanma geometrilerindeki farklılıklar için normalize edilmiş ışınırlık değeridir. Güneş in açısal yüksekliği olup görüntünün karşılık geldiği coğrafi konuma, mevsime ve zamana bağlıdır.

Ön İşleme-Radyometrik Düzeltme Güneş in Açısal Yüksekliğine ve Yeryüzüne Olan Uzaklığına Bağlı Düzeltme Diğer bir deyişle, bu açı Güneş ışınlarının atmosferde kat ettiği uzaklık ile ilişkilidir, örn., dik Güneş açısı daha kısa atmosferik yolu belirtir. Bu bağlamda, yukarıda belirtilen basit normalize işleminde Güneş ışınlarının yeryüzüne olan farklı uzaklıkları da dikkate alınarak ortak bir düzeltme yapılır. Güneş in birim ışınırlığı, Dünya Güneş uzaklığının karesiyle ters orantılı olarak azalır. Bu mesafe genellikle astronomik birimle ifade edilir. Astronomik birim, Dünya nın Güneş etrafındaki eliptik yörüngesinin büyük ekseninin yarısı olan 1.496 x 10 11 metredir. Yüzeyin bir Lambert yüzeyi olduğu kabul edilirse yüzeydeki algılayıcıya doğru olan ışınırlık değeri aşağıdaki eşitlikle ifade edilebilir:

Ön İşleme-Radyometrik Düzeltme Güneş in Açısal Yüksekliğine ve Yeryüzüne Olan Uzaklığına Bağlı Düzeltme Bu düzeltme işleminde, algılayıcının nadir doğrultusunun görüntülenen yatay yüzeyin normal doğrultusuyla çakışık olduğu ve Güneş in bu yüzeyi d mesafeden zenit açısıyla aydınlattığı kabul edilir. Buna göre farklı aydınlanma koşulları altında elde edilen görüntü verisi Güneş in zenitte olduğu varsayımıyla normalize edilir.

Ön İşleme-Radyometrik Düzeltme Güneş in Açısal Yüksekliğine ve Yeryüzüne Olan Uzaklığına Bağlı Düzeltme Aslında daha gerçekçi bir yaklaşım, ölçülen ışınırlığın Güneş in lokal geliş açısıyla (Güneş in lokal zenit açısı) normalize edildiği durumdur. E0 1 astronomik birim uzaklığındaki Güneş in atmosfer dışındaki birim ışınırlığı. Güneş ile algılanan cisim arasındaki gerçek astronomik uzaklık yer yüzeyinin etkin yansıtımı

Atmosferik Düzeltme Öncesi Atmosferik Düzeltme Sonrası A.Ü Doç.Dr. Semih EKERCİN 2006

Atmosferik Düzeltme Öncesi TM 124 Atmosferik Düzeltme Sonrası TM 124 http://www.umiacs.umd.edu/labs/gc/atmo/ 67

69