2.4.2014

1

TEMEL UZAKTAN ALGıLAMA

Prof. Dr. Nebiye Musaoğlu

İTÜ İnşaat Fakültesi

Geomatik Mühendisliği Bölümü

Eposta: musaoglune@itu.edu.tr

Uzaktan Algılama Eğitimi, 16 Nisan 2014

İçerik

Uzaktan Algılama ve Uygulama Alanları

Algılama Prensipleri, Çözünürlük Kavramı

Uzaktan Algılamada Veri Elde Etme Sistemleri

Temel Görüntü İşleme

Görüntü Zenginleştirme

Filtreleme

Geometrik Dönüşüm

Sınıflandırma ve Doğruluk Analizi

Tanım

Cisimler hakkında uzaktan bilgi toplama bilimidir.

Arada fiziksel bir temas

olmaksızın cisimler hakkında

uzaktan bilgi toplanması veya

arada mekanik bir temas

olmaksızın bir cisimden yayılan

ışınımın nitelik ve nicelik

yönünden değerlendirilmesi ile

cismin özelliklerinin uzaktan

ortaya konması ve ölçülmesi

şeklinde tanımlanabilir.

Uzaktan Algılamada Veri Akışı Yeryüzünün

Aydınlatılması

Uydunun Veriyi

Algılaması

Uydudan

Antene Veri Gönderimi

Yer

İstasyonunda Kayıt ve İşleme

Kullanıma

Sunma

Kullanım alanları

Harita üretimi

Ormancılık

Jeoloji

Şehir ve Bölge Planlama

Hidroloji

Biyoloji

Meteoroloji

Tarım

Kıyı yönetimi

Kirlilik izlenmesi

Çevre ile ilgili çalışmalar

.........

Neden Uzaktan Algılama ?

Geniş alanları bir anda görüş olanağı

Zamandan tasarruf

Doğru bilgiye kısa sürede ulaşım

Hızlı veri aktarımı

Veri depolama

Bilgisayar ortamında çalışma olanağı

Aynı görüntünün birçok amaca yönelik kullanımı

Düşük maliyet

.....

2.4.2014

2

Raster veri

1858 yılında ilk hava fotoğrafı

Gasper Felix Tournachon "Nadar tarafından Paris’te yaklaşık 80 m yükseklikten balonla kaydedilmiştir.

1890 yılında hava fotoğraflarının kullanımı konusunda Batut tarafından bir yayın yapılmıştır.

1909’dan itibaren hava fotoğrafları uçaktan kaydedilmeye başlamıştır.

1863’de Maxwell elektromanyetik teoriyi geliştirdi.

Televizyonu icad eden John Logie Baird ilk havadan tarama sistemlerini geliştirmiş fakat 2. Dünya savaşı nedeniyle bu çalışma sonlandırılmıştır.

1950’lerde yanlış renkli filmler geliştirilmiştir.

1970’de Dünya’nın ilk MS görüntüsü Apollo 6’dan kaydedilmiştr.

Tarihçe Tarihçe

Tarihçe

1946 - V-2 roketinden ilk uzay fotoğrafı

1957 – Rusya ilk yapay uydu olan

Sputnik-1’i fırlattı.

Sivil Amaçlı Uzaktan Algılama

1972 ERTS (Earth Resources Technology Satellite) return beam vidicon (RBV) ve multispectral scanner (MSS)

Elektromanyetik dalga

EM Dalga, Elektrik

alan (E) ve

manyetik alanı (M)

içerir. Her ikisi de

dalga hızı ile

hareket eder.

Elektromanyetik Dalganın Karakteristikleri

1. Işık hızı, c=3 x 108 m/s

2. Dalga boyu (ג) m veya

• cm 10-2 m

• mikrometre (µm) 10-6 m

• nanometre (nm) 10-9 m

3. Frekans (v)

• Hertz (Hz) 1

• kilohertz (KHz) 103

• megahertz (MHz) 106

• gigahertz (GHz) 109

Işık Güneşten Dünya’ya 8 dakikada ulaşır.

2.4.2014

3

Elektromanyetik spektrum Elektromanyetik spektrum, ışık hızı ile hareket eden dalga boyu nanometrelerden kilometrelere kadar uzanan sürekli enerji ortamıdır.

Görünür bölge

7/4/1 3/2/1

Görünür

Yüksek

çözünürlük

Bulutsuz

koşullarda

algılama

Geniş

atmosferik

pencere

Temiz

atmosfer

Görünür Bölge

Kızılötesi

İyi

çözünürlük

Bulutsuz

ortamda

algılama

Gece veya

gündüz

algılama

Kızılötesi Mikrodalga-Pasif

2.4.2014

4

Mikrodalga Aktif

Yüksek

çözünrlük

Her türlü

hava koşulunda

algılama

Gece veya

gündüz algılama

Mikrodalga- Aktif

1

• Aydınlatma kaynağı

• Güneş veya yapay aydınlatma

2

• Yeryüzü

• Yeryüzü ile etkileşim

3

• Uydu

• Algılama Platformu

4 • Yer istasyonu

Algılama Prensibi

Cisimlerin Etkisi

Gelen ışınım

• İletilir. Yani madde içinden geçer. Farklı yoğunluktaki ortamlar içinden enerji iletimi, örneğin havadan suya, elektromanyetik ışınımın hızında bir değişime neden olur.

• Yutulur. Işınımın enerjisinin büyük bir bölümü maddeye ısı olarak verilir.

• Neşredilir. Yapısının ve sıcaklığının bir fonksiyonu olarak özellikle daha uzun dalga boylarında neşredilir.

• Saçılır. Yani geliş açısına ve cisim özelliklerine göre belli bir yansıma açısıyla maddenin yüzeyinden geri döner.

• Yansıtılır. Yansıma, gelen enerjinin dalga boyuna oranla pürüzsüz olan yüzeyler tarafından meydana gelmektedir.

Saçılma

izlenen yol farkına bağlı olarak değişiklik gösterir.

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

Yutulma

Tam Yansıma Karma Yansıma Dağıtıcı yansıma (ideal)

α α

Gelen ışınımın dalga uzunluğuna göre değişen yansıma daima tam yansıma ile dağınık yansımanın bileşiminden oluşur.

Artan dalga uzunluğu ile dağınık yansımanın oranı azalır ve

yansıma tam yansıma şekline dönüşür.

2.4.2014

5

Geçirilme

Toplam ışınımın bir

kısmı su gibi bazı

maddelere nüfuz

edebilir, madde

saydam ve bir

boyutu ince ise bir

kısmı maddeden

geçerek diğer

ortama iletilir.

Yüzeye gelen enerji (I), yutulur

(A), geçirilir (T) ve yansıtılır (R).

I (l) = A (l) + T (l) + R (l)

Bu özellikler cismin fiziksel

koşullarına, kimyasal bileşenlerine

ve geometrik yapısına bağlıdır.

Belirli bir iş için algılayıcı seçerken

Algılanmak istenen spektral bölgede atmosferin geçirgenliği

Algılama yapılacak enerjinin kaynağı, şiddeti ve spektral bileşimi

İncelenecek özelliklere algılanan enerjinin etkisi göz önünde bulundurulmalıdır.

Radyasyon İletim Kanunu-Enerjinin

Cisimlerle Etkileşimi

Yeryüzünde her cisim yansıtma bakımından farklı bir davranış gösterir.Bu davranış “Spektral Yansıtma Eğrisi” denilen bir eğri ile gösterilebilmektedir.

Eğri dalga uzunluğuna bağlı olarak yüzeyden yansıyan ışınımı yüzeye gelen toplam ışınımın yüzdesi olarak (yada dalga boyu ile radyans ve reflektans olarak) ifade edilir.

Bu eğriler, cisimlerin spektral özelliklerini belirlemektedir.

• ρA = ER (λ)/EI (λ)

= Cisimden yansıyan dalga boyu enerjisi /

Cisme gelen dalga boyu enerjisi X 100

• ρA, Spektral Yansıma

Bitki cinsine bağlı olmaksızın yaprakların spektral yansıtması 3 farklı bölgeye ayrılabilir.

Görünür bölgede yansıma klorofil, karatone gibi yaprak pigmentleri ile kontrol edilir. Bu bölgede yaprak pigmentleri ışınımı yutar ve yansıma azalır.

Klorofilin üremesi azalırsa, mavi ve kırmızı ışınımın yutulması azalır ve genellikle kırmızı bölgedeki yansıma artar.

Yansıyan Kızılötesi bölgede ise yaprağın hücre yapısı önemlidir.

Bitkilerde Spektral Yansıtma

• Spektral yansıma eğrileri bitkiler kadar karmaşık değildir.

• Zeminler için yalnız yansıma ve yutma söz konusudur.

• Farklı fiziksel ve kimyasal özelliklere sahip malzemelerin

karışımı olduklarından yansıtma ve yutma özellikleri de

farklılık gösterir.

Zeminlerin Spektral Yansıtması

Zeminlerin yansıtma özellikleri

Su muhtevasına Minerallerin

cins ve miktarına

Doku ve yüzey pürüzlülüğüne

Organik madde muhtevasına

bağlıdır.

Suyun yutması ve geçirgenliği de yine su içinde bulunan organik ve organik olmayan maddelerin miktar ve büyüklüğüne bağlıdır.

Geçirgenlik bulanıklık durumunda azalır ve maksimum olduğu bölge daha uzun dalga uzunluklarına doğru kayar.

Suyun bulanıklığı geçirgenliğin azalmasına, buna karşılık yansımanın artmasına neden olur.

Bulanık su, temiz suya göre daha uzun dalga uzunluklarında yansıtır.

Suyun spektral yansıtması

Görünür bölgede suyun yansıması

• su yüzeyinin durumu

• suda bulunan askıda maddeler

• suyun içinde yer aldığı ortamın tabanı ile yakından ilgilidir.

2.4.2014

6

PASİF AKTİF

Algılama Sistemleri

PASİF ALGILAYICILAR

Digital Kamera Video Kamera Çok Spektrumlu

Tarayıcılar

Across Track (Sweep)

Along Track (Push)

Mikrodalga

AKTİF ALGILAYICILAR

YAR LASER

Algılama Sistemleri

Temel Algılama Sistemleri

Görüntü, genel anlamıyla iki boyutlu bir işaret kaydıdır. Dijital görüntüde, renkler sayısal değerlerle temsil edilir.

Dijital Görüntü

SAR raw veri Çözümlenmiş SAR data

Çözümleme

YAPAY AÇIKLIKLI

RADAR

• Radar algılama sistemlerindeki Yapay Açıklıklı Radar (YAR) algılayıcıları, algılama

özellikleri nedeniyle diğer sistemlere göre bazı avantajlara sahiptirler. SAR

algılayıcılarının avantajları, şu şekilde sıralanabilir :

YAR aktif bir sistemdir, yeryüzünü aydınlatır ve yansıyan ışınımı ölçer. Bu

nedenle gece ve gündüz, güneş ışınımından bağımsız olarak algılama yapılır.

Aktif bir sistem olduğundan, gönderilen ve kaydedilen elektromanyetik enerji

(güç, frekans, polarizasyon), çalışma amacına göre ayarlanabilir.

Mikrodalgalar her durumda atmosferden geçme özelliğine sahip olduğundan,

atmosfer koşullarından bağımsız olarak algılama yapılır.

Hareketli hedefler belirlenebilir ve görüntülenebilir.

Yüksek radyometrik ve geometrik çözünürlük sağlanır.

Cisimlerin geometrik şekilleri ve dielektrik özellikleri belirlenir.

Dalga boyuna bağlı olarak, bitkilere ve toprağa yüksek penetrasyon özelliği

taşır.

• YAR sistemlerinin dezavantajları ise,

Görüntülerdeki benek/gürültü etkisi

Topoğrafik distorsiyonlar

Kompleks ve pahalı bir teknoloji kullanılması

2.4.2014

7

Dağın tabanının tepesinden önce kaydedilir.

Dağlık bölgede tepenin dağın tabanından önce kaydedilmesidir.

Radar Sinyalleri

distorsiyon gölge

LİDAR

İngilizce "light detection and ranging" kelimelerinin baş harflerini içeren bir kısaltmadır. Lidar, havadan lazer ile profil oluşturma sistemi için kullanılır.

Bu sistem ile yüzeylerin direkt olarak 3 boyutlu modellerinin çıkarılması sağlanmaktadır.

Helikopter veya uçağa monte edilerek kullanılan Lidar sistemler; gölgede, gece, gündüz veya bulutlar arasında veri toplayabilmek için kızılötesine en yakın elektromanyetik ışık spektrumu (1.064 µm) kullanır.

Radardaki radyo dalgaları yerine laser sinyallerini kısa elektro magnetik dalgalar halinde göndererek veri elde etmektedir.

Ham Lidar verilerinde yer alan ağaç, bitki örtüsü ve yapılar bir takım hassas teknikler kullanılarak kaldırılır ve son ürünler için sayısal arazi modeli oluşturulur.

Yer yüzüne sinyaller gönderilir, GPS/INS teknolojisi ile entegreli olarak 3B veri elde edilir.

Nokta bulutu halinde veri elde edilir.

Yüksek düşey koordinat hassasiyeti

Hızlı veri toplama ve işleme

Birçok ürün ile sağlam veri setleri

oluşturabilme

Koşullara göre geniş aralıkta veri

toplayabilme yeteneği

LIDAR sistemlerinde kullanılan navigasyon

sistemlerindeki (GPS, INS) gelişmelerle

birlikte yatay ve dikey doğrultuda ±30 cm

doğruluktan söz etmek mümkündür.

UYDU SİSTEMLERİ

Yer sabit uydular 36000 km

Kutupsal yörüngeler 600-1000 km

UÇAK SİSTEMLERİ 3-10 km

300 m - 3km

GPS Uyduları 20200 km

Eksozfer yeryüzeyinden oldukça uzak mesafede bir bölgedir. 550 km'den binlerce kilometreye kadar uzanır, genellikle uydular bu bölgede bulunur. Bu bölge yeryüzü atmosferi ile

gezegenler arası uzayda bir geçiş zonu olarak adlandırılır.

2.4.2014

8

Uydu Yörüngeleri

Uydunun izlediği ve tamamladığı dairesel yola

yörünge denir. Yörüngeler yüksekliklerine, dönüş

yönlerine ve dünyanın dönüşü ile ilişkilerine göre

sınıflandırılmaktadır.

Yer-Sabit Yörünge

Bu tür yörüngelere sahip olan uydular genellikle çok

yüksek irtifaya sahiptirler. Bu tür uydular her zaman

dünyanın aynı bölgesini görürler. Bu nedenle aynı

bölgeyi izleme ve o bölge hakkında sürekli bilgi elde

etme imkanı sağlarlar. Meteorolojik ve haberleşme

uyduları genellikle bu tür yörüngelere sahip uydulardır.

Yakın-Kutupsal Yörünge

Pek çok uzaktan algılama platformu kısa sürede dünyanın

pek çok yerini görüntülemeyi sağlayacak yörüngelere

oturtulmuştur. 'Yakın-kutupsal yörünge' ismi, bu tür

uyduların kuzey ve güney kutupları arasında uzanan bir

yolu takip etmeleri nedeni ile kullanılmaktadır.

Güneş-Eşzamanlı Yörünge

Pek çok yakın kutupsal

uzaktan algılama

uydusunun yörüngesi aynı

zamanda güneş-

eşzamanlıdır. Bu sayede,

uydu dünyada

görüntülediği her bölgeyi

aynı yerel saatte

görüntüler. Yaklaşık 700-

800 km yüksekten

algılama yaparlar.

Tarama Alanı

Uydu dünya etrafında dönerken, algılayıcı yer

yüzeyinin belli bir kısmını taramaktadır. Yörünge

boyunca ilerlerken taranan bu bölgeye "tarama

alanı" denilmektedir.

Çözünürlük

Bir algılayıcının, uzayda iki objeyi birbirinden ayırt edebilme yeteneği olarak tanımlanır.

Uzaktan algılama uygulamalarında 4 farklı çözünürlük söz konusudur.

Mekansal Çözünürlük

Spektral Çözünürlük

Radyometrik Çözünürlük

Zamansal Çözünürlük

2.4.2014

9

Nedir?

Bir görüntüde birbirine

yakın iki objenin ayırt

edilebilirliğinin

ölçüsüdür.

Mekansal Çözünürlük

Kaydedilen sinyali

Etkileyen faktörler

• Enerji akışı

• Yükseklik

• Spektral bant aralığı

• Anlık görüş alanı

(IFOV)

• Zaman

Mekansal Çözünürlük

Yükseklik 11 112 km

Nadirde ve nadir dışında aynı mıdır?

Mekansal Çözünürlük

30*30 m 4*4 m

80*80 m LANDSAT MSS 30*30 m LANDSAT TM 15*15 m ASTER

10*10 m SPOT PAN 5*5 m IRS 1C

Spektral Çözünürlük

Bir algılayıcı sistemin elektromanyetik spektrumdaki ayırt etme gücü, duyarlılığı

Elektromanyetik spektrumdaki algılama aralığı

Dalga boyu

Cevap

Algılayıcının

bant genişliği

Band genişliği daraldıkça spektral çözünürlük artar.

2.4.2014

10

L Bandı

C Bandı

Landsat TM Band 741 Band 4

Hyperion RGB (45, 31,

20) : 803 nm, 661nm,

549nm;

17 Eylül 2004

ALI RGB (5, 3, 2) :

868 nm, 660nm, 565nm;

17 Eylül 2004

ETM- RGB (4, 3, 2) :

885nm, 660nm, 565nm; 04

Temmuz 2000

Bir görüntüde enerji farklılıklarının ayırt edilme yeteneği

Verinin kayıt yoğunluğu

2 bit

8 bit

16 bit

32 bit

……

Radyometrik Çözünürlük

8 bit, 28 =256

0-255 gri renk tonu 8 bit 4 bit

2.4.2014

11

Bir algılayıcının aynı noktadan tekrar

geçebilmesi için gerekli olan en kısa

zaman aralığıdır.

Zamansal Çözünürlük

LANDSAT Misyon Algılayıcı Algılama

Aralığı (µm)

Mekansal

Çözünürlük

(m)

1,2 RBV 0.475-0.575 80

0.580-0.680 80

0.690-0.830 80

3 RBV 0.505-0.750 30

1,5 MSS 0.5-0.6 79/82

0.6-0.7 79/82

0.7-0.8 79/82

0.8-1.1 79/82

3 MSS 10.4-12.6 240

4,5 TM 0.45-0.52 30

0.52-0.60 30

0.63-0.69 30

0.76-0.90 30

1.55-1.75 30

10.4-12.5 120

2.08-2.35 30

6 ETM TM bantı

üzerinde +

0.50-0.90

30 (120 termal

bant) 15 (pan)

7 ETM+ TM bantı

üzerinde +

0.50-0.90

30 (60 termal

bant) 15 (pan)

8 OLI (Operational Land

Imager)

TIRS (Thermal Infared

Sensor)

İlk LANDSAT uydusunun 1972 yılında uzaya gönderilmesinden sonra 4 adet LANDSAT uydusu daha yörüngeye oturtulmuştur.

İlk kuşak 3 uydudan oluşmaktadır. Bu uydular iki sensör taşımaktadır: Return Beam Vidicon (RBV) kamera ve Multispectral Scanner (MSS).

İkinci kuşak LANDSAT uyduları, 1982'de LANDSAT 4 ile başlayarak , RBV yerine Thematic Mapper (TM) adında yeni bir cihazla donatılmışlardır. 1993 yılında, LANDSAT 6 şansız bir şekilde düştükten sonra LANDSAT 7, geliştirilmiş Thematic Mapper ve yüksek çözünürlüklü scanner ile donatılarak Mart 1999 da fırlatılmıştır.Şubat 2013’te LANDSAT 8 uzaya fırlatılmıştır.

Landsat 8

Band µm Mekansal Çözünürlük

1 0.433–0.453 30 m

2 0.450–0.515 30 m

3 0.525–0.600 30 m

4 0.630–0.680 30 m

5 0.845–0.885 30 m

6 1.560–1.660 60 m

7 2.100–2.300 30 m

8 0.500–0.680 15 m

9 1.360–1.390 30 m

10 10.6-11.2 100 m

11 11.5-12.5 100 m

http://landsat.usgs.gov/Landsat_Search_and_Download.php

Algılayıcı Terra ASTER EO-1/ALI EO-1/Hyperion

Spektral Aralık 0.52–2.43 μm

8.125–11.65 μm 0.4–2.4 μm 0.4–2.5 μm

Pankromatik Band 1 1 0

Görünür Band 2 6 35

Yakın Kızılötesi Band 1 2 35

Kısa Dalgaboyu Kızılötesi Band 3 1 172

Orta Kızıl Ötesi Band 3 1 0

Termal Band 5 0 0

Uzaysal Çözünürlük 15,30,90m 10,30m 30 m

Şerit Genişliği 37km 7.5km

Spektral Süreklilik - - var

Band Sayısı 14 10 220

Geçiş Çözünürlüğü 16 gün 16 gün 16/7/8 gün

IKONOS algılayıcı özellikleri

Nitelik Özellik

Algılayıcılar Pankromatik/Çokbantlı

Mekansal Çözünürlük 1 m pan, 4m Çokbantlı

Spektral Çözünürlük

Pankromatik : 0.45-0.90 mikrometre

Bant 1: 0.45-0.53 mikrometre (Mavi)

Bant 2 :0.52-0.61 mikrometre (Yeşil)

Bant 3: 0.64-0.72 mikrometre (Kırmızı)

Bant 4: 0.77-0.88 mikrometre (Yakın kızılötesi)

Tarama Genişliği 11 km

Görüntü Tekrarlama Aralığı 2.9 gün 1 m çözünürlük için,

1.5 gün 1.5 m çözünürlük için (40 derece paraleli için)

Radyometrik Çözünürlük 11 bit – 8 bit

GÖKTÜRK-2

Türk mühendislerince

tasarlanan ve 2012 yılında

gerçekleştirilen fırlatma

operasyonu ile görev

yörüngesine yerleştirilmiş

olan GÖKTÜRK-2, Ülkemizde

özgün olarak geliştirilen ilk

yüksek çözünürlüklü yer gözlem

uydusudur.

https://www.tai.com.tr/tr/proje/gokturk-2

Yörünge : Güneş Eş zamanlı

Yörünge

Yörünge Yüksekliği : ~ 700 km

Dünya Çevresindeki

Tur Süresi : ~ 98 dakika

Günlük yer

istasyonu Temas

Süresi

: ~ 40 dakika

(gündüz+gece)

Global Gözlem

Alanı Kabiliyeti : Bütün Dünya

Tekrar Ziyaret

Zamanı : Ortalama 2,5 gün

Uydu Kütlesi : < 409 kg.

Görüntü Depolama

Kapasitesi : 8 GB + 32 GB

Siyah - Beyaz

Çözünürlük : 2,5 m

Renkli Çözünürlük : 5 m

Görev Ömrü : 5 yıl

GÖKTÜRK-2 Uydusu Teknik Özellikleri:

2.4.2014

12

Görüntü önişleme

Sistem hatalarını elimine etmek ve atmosferik

parçacıklardan kaynaklı meydana gelen

bozulma etkilerini minimize edebilmek için uydu

görüntüleri radyometrik ve atmosferik olarak

düzeltilmelidir

Radyometrik Düzeltme

Uydu görüntüsünde DN değerlerinden atmosfer üstü yansıma değerlerine geçiş radyometrik düzeltme olarak ifade edilmektedir.

Uydu görüntülerine getirilen radyometrik düzeltmelerin amacı; algılayıcı (şerit tarama hatası gibi) ve algılayıcı-yer geometrisinden kaynaklanan hatalar, atmosferik etki, gelen güneş ışınlarına bağlı olarak aydınlanma farklılıkları ve topografik etki gibi uydu görüntülerinde bozukluklara sebep olan faktörlerin göz önüne alınarak uydu görüntülerinden elde edilen yansıtım, yayılma ve sıcaklık fiziksel parametrelerinde doğruluğun arttırılmasıdır.

Atmosferik Düzeltme

Atmosferin homojen olmayan yoğun ve tabakalı yapısı içerisinde bulunan su buharı, aerosoller ve diğer gazlar, yeryüzünden gelen ışınımları birçok şekilde değişikliğe uğratır.

Atmosferik düzeltme teknikleri kullanılarak, uydu görüntüleri bu ışınım değişikliklerinden arındırılarak hedeften gelen orijinal ışınım değerleri bulunur.

L1

L2

L3

Algılayıcı

Piksel

Güneş

ışınları

Atmosfer

Lp

L

Algılayıcıya gelen toplam ışınım (L)

L = L1 + L2 + L3

Topografik düzeltme

Özellikle dağlık arazide aynı cins arazi yüzeylerindeki bakı ve eğim farklılıkları sebebiyle görüntü parlaklık değerlerinde yansıma ve aydınlanma farklılıkları meydana gelmektedir.

Filtreleme

Amaç, belli objeleri daha iyi yorumlanabilir hale

getirmek için matematiksel işlemler ile

belirginleştirmek ya da bastırmaktır.

Yüksek Geçirgen Filtre

Alçak Geçirgen Filtre

Oran ve Fark Görüntüleri

BİTKİ İNDEKSİ NORMALİZE BİTKİ İNDEKSİ

Görüntülerin bantlarına uygulanan aritmetik işlemlerle yeni bir veri

oluşturulması yöntemiyle bilgi çıkartılmasıdır.

2.4.2014

13

Geometrik Dönüşüm

Görüntüden Görüntüye

Haritadan Görüntüye

Geometrik Düzeltme-Platform hataları

Platform hataları

Algılayıcı hataları

Yeryüzü hataları

Hatalar

Sistematik hatalar

• yeryüzü tarama hataları

• tarama aynası hızındaki değişimler

• panoramik distorsiyonlar

• platform hızı değişimleri

• yeryüzü eğikliği

• perspektif görüş hataları

platform efemeris verileri ve iç algılayıcı distorsiyon bilgileri kullanılarak düzeltilebilir

Hatalar

Sistematik olmayan hatalar

• Uydunun Konumu

• Uydunun Yüksekliği

görüntü üzerinde keskin ve net olarak ayırt edilebilen yer kontrol noktaları ile

bu noktaların yeryüzündeki koordinatları arasındaki matematiksel bağıntı kurularak giderilir

Geometrik Dönüşüm

Parametrik Yöntemler

Parametrik Olmayan Yöntemler

Geometrik Düzeltme

Görüntüden haritaya veya görüntüden görüntüye geometrik dönüşüm yapılabilir. İşlemde,

algılayıcının, yörüngenin, yeryüzünün geometrisi, seçilen projeksiyon sistemi önem taşır.

Görüntü Kaydı

Doğruluk Kontrolü

Yeniden Örnekleme

Yöntemi

Sonuç Görüntü

2.4.2014

14

Görüntü ve Yer Koordinat Sistemi

x

y

z

x

y

Z Y

X

P(X,Y,Z)

Algılayıcı Koordinat Sistemi

Görüntü Koordinat Sistemi

Yer Koordinat

Sistemi

P(xf,yf)

(Along-track)

O (Başlangıç Meridyeni)

(Scan)

Harita koordinat sistemi

Boylam

En

lem

© Shunji Murai 2004

Yer Kontrol Noktası

Yeterli sayıda

Homojen Dağılmış

Yüksek Doğrulukta

Keskin Ayırtedilir

Matematik Model

Lineer Dönüşümler

Lineer Olmayan Dönüşümler

Polinom eşitlikleri ile modelleme

Geometrik distorsiyonların kaynağı hakkında kesin bilgi sahibi olunmadığı zamanlarda kullanılabilen en doğrudan yöntemdir.

X, Y referans koordinatları

x, y görüntü koordinatları t. dereceden polinomu çözmek için gerekli nokta

sayısı

((t + 1)(t + 2))/2

HATA

Mutlak konum hatası

2.4.2014

15

Yeniden Örnekleme

Yaygın kullanılan yöntemler

(1) En yakın komşu

(2) bilineer interpolasyon

(3) kübik katlama YKN Dağılımı

Sınıflandırmada amaç, aynı spektral özellikleri taşıyan nesneleri gruplandırmaktır.

Sınıflandırma işleminin gerçekleştirilmesinde, çalışmada kullanılacak dalga boyunun seçilmesi, yeteri

doğruluk ve sayıda kontrol alanlarının belirlenmesi, amaca uygun sınıflandırma algoritmasının

seçilmesi ile sınıflandırılmış görüntülerde doğruluk değerlendirmesinin yapılması önem taşımaktadır.

Sınıflandırma Sınıflandırma

Kontrolsüz Sınıflandırma

Kontrollü Sınıflandırma

Diğer Sınıflandırma Yöntemleri (Hibrit sınıflandırma,

karışık piksellerin sınıflandırılması)

A: SU

B: TARIM

C: ORMAN

A

C

A

C

B

A

C

B

KONTROLLÜ SINIFLANDIRMA

Bilgi sı

nıfl

arı

2.4.2014

16

Sınıflandırmada Doğruluk Analizi

Uydu görüntülerinden elde edilen sınıflandırma sonuçlarının

doğruluklarının belirlenmesi, uzaktan algılama verilerinden elde

edilen haritaların kalitesinin ve kullanılabilirliğinin

değerlendirilmesini sağlar. Sınıflandırılmış uydu görüntülerinin,

çalışma alanına ait doğruluğu kesin olarak bilinen referans

verilerle (Haritalar, GPS ölçmeleri, vb.) karşılaştırılmasıyla,

sınıflandırmada elde edilen doğruluk oranı belirlenebilir. Bu

amaçla, sınıflandırma sırasında veya sınıflandırılmış veri

üzerinden pikseller seçilerek bu piksellerin referans verilerle

uyumu irdelenir. Piksellerin rasgele seçilmesi, kullanıcının elde

edeceği doğruluk hakkında önceden bilgi sahibi olması olasılığını

ortadan kaldırır.

Yerleşim

Orman

Su

Boş Alan

Taş Ocağı

1997

Doğruluk Analizi

ARAZI

KULLANıM

KATEGORISI

1997

REFERANS

PIKSEL

TOPLAMı

SıNıFLANDıRıLMıŞ

PIKSEL

TOPLAMı

DOĞRU SıNıF

PIKSEL

TOPLAMı

İŞLEM

DOĞRULUĞU

%

KULLANıCı

DOĞRULUĞU

%

Su 31 32 31 100.00 96.88

Yeşil Alan 131 128 126 96.18 98.44

Boş Alan 71 79 64 90.14 81.01

Yol 25 29 24 96.00 82.76

Yerleşim 118 100 95 80.51 95.00

Taş Ocağı 22 30 19 86.36 63.33

Toplam 398 398 359

Çalışmanın Sınıflandırma Doğruluğu = %90

SINIF 1987 1992 1997 2001

Alan(H) % Alan(H) % Alan(H) % Alan(H) %

Su 2272 1.2 2503 1.3 2954 1.6 2553 1.35

Yeşil Alan 125196 66 112378 60.8 110139 58.2 110922 58.69

Boş Alan 53825 28.4 50662 27.4 55217 29.2 49849 26.38

Yerleşim 7439 3.9 17583 9.5 19356 10.2 22048 11.67

Yol 327 0.2 1030 0.6 1074 0.5 1833 0.97

Açık Maden Ocağı 391 0.3 318 0.4 710 0.3 1774 0.94

GENEL TOPLAM 189450 100 184792 100 189450 100 188979 100

Sınıflandırma sonucu

1987-2001

Ormanalanından boş alana

Orman alanından yerleşim alanına

Orman alanından açık maden alanına

Açık maden alanından orman alanına

Tarım ve boş alan

Arazi Özelliklerine Bağlı Olarak Meşcere

Türlerinin Yayılışı

Landsat-7 ETM+