Hava Fotoğraflarının Çekimi - Geomatik Mühendisliği Bölümü

Uydu Görüntüleri ve Kullanım Alanları
Uydu Görüntüleri ve Özellikleri
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
GEOMATİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ
FOTOGRAMETRİ ANABİLİM DALI SUNULARI
JDF 904 Uydu Görüntüleri ve Kullanım Alanları
Ders Notları
http://jeodezi.karaelmas.edu.tr/linkler/akademik/marangoz
http://geomatik.beun.edu.tr/marangoz/
/marangoz.htm
http://jeodezi.karaelmas.edu.tr/fukal
DERS İÇERİĞİ
Uzaktan Algılamanın Bileşenleri (Hatırlatma)
 Verinin Elde Edilmesi
 Veri İşleme ve Görsel Yorumlama
 Sayısal Görüntü Kavramı,
 Sayısal Görüntünün Özellikleri,
 Çözünürlük Kavramı





Konumsal (Uzaysal) Çözünürlük
Radyometrik Çözünürlük
Görüntü Elde Etme
Optik Algılama Sistemleri
Uydu Gör. ve Kull. Alanları Dersi Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
2
UZAKTAN ALGILAMANIN BİLEŞENLERİ
Uzaktan Algılama uygulamaları iki temel aşamadan
oluşur. Bunlar "Veri Elde Etme" ve "Veri İşleme"
aşamalarıdır.
Uydu Gör. ve Kull. Alanları Dersi Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
3
UZAKTAN ALGILAMANIN BİLEŞENLERİ Verinin Elde Edilmesi
Enerji Kaynağı (A): Hedefe bir kaynak tarafından enerji gönderilmesi
gerekmektedir. Bu kaynak hedefi aydınlatır veya hedefe
elektromanyetik enerji gönderir. Optik uydular için enerji kaynağı
güneştir, ancak radar uyduları kendi enerji kaynaklarını üzerlerinde
taşır ve elektromanyetik enerji üreterek hedefe yollarlar.
Işınım ve Atmosfer (B): Enerji, kaynağından çıkarak hedefe yol
alırken atmosfer ortamından geçer ve bu yol boyunca bazı
etkileşimlere maruz kalır.
Hedef ile Etkileşim (C): Atmosfer ortamından geçen elektromanyetik
dalga, hedefe ulaştığında hem ışınım hem de hedef özelliklerine
bağlı olarak farklı etkileşimler oluşur.
Uydu Gör. ve Kull. Alanları Dersi Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
4
UZAKTAN ALGILAMANIN BİLEŞENLERİ Verinin Elde Edilmesi
Enerjinin Algılayıcı Tarafından Kayıt Edilmesi (D):
Algılayıcı hedef tarafından yayılan ve saçılan enerjiyi
algılar, ve buna ilişkin veri kayıt edilir.
Verinin İletimi, Alınması, ve İşlenmesi (E): Hedeften
toplanan enerji miktarına ait veri algılayıcı tarafından kayıt
edildikten sonra, görüntüye dönüştürülmek ve işlenmek
üzere bir uydu yer istasyonuna gönderilir.
Uydu Gör. ve Kull. Alanları Dersi Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
5
UZAKTAN ALGILAMANIN BİLEŞENLERİ Verinin Elde Edilmesi
Yorumlama ve Analiz (F): Görüntü görsel, dijital ve
elektronik işleme teknikleri ile zenginleştirilir, analiz edilir
ve nicel sonuçlar elde edilecek veriye sahip olunur.
Uygulama (G): İşlenmiş veriden bilgi çıkarılır, bazı
sonuçlara ulaşılır. Ayrıca elde edilen sonuçlar, başka veri
kaynakları ile birleştirilerek kullanılabilir.
Uydu Gör. ve Kull. Alanları Dersi Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
6
UZAKTAN ALGILAMANIN BİLEŞENLERİ Verinin Elde Edilmesi – Aktif ve Pasif UA
Görüntüleme sistemleri pasif veya aktif sistemler olabilir:
(1) Pasif Sistemler: Pasif sistemler yeryüzünün doğal yayılım enerjisi
veya güneş enerjisinin yansıtımını algılayan optik, ısıl ve mikrodalga
algılayıcılardır.
(2) Aktif Sistemler: Aktif Sistemler kendi enerji kaynaklarını
kullanırlar. Hedefe ürettikleri elektromanyetik dalga sinyallerini yollar
ve hedeften saçılan enerjiyi algılarlar.
Uydu Gör. ve Kull. Alanları Dersi Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
7
UZAKTAN ALGILAMANIN BİLEŞENLERİ –
Verinin Elde Edilmesi – Algılayıcı Sistemler
Algılayıcı Platformları: Bir yüzeyden yayılan ya da yansıtılan enerjiyi
hassas bir şekilde toplamak ve kaydetmek için algılayıcının kararlı bir
platformda taşınması gerekmektedir.
Uzaktan Algılamada yer, hava, uzay aracı veya uydu platformlarına
monte edilen algılayıcılar kullanılır.
Uydu Gör. ve Kull. Alanları Dersi Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
8
UZAKTAN ALGILAMANIN BİLEŞENLERİ –
Verinin Elde Edilmesi – Algılayıcı Sistemler
Algılayıcı Tipleri: Uzaktan Algılama alanında kullanılan ve
geliştirilen algılayıcılar iki ana grupta toplanabilir: Aktif ve
Pasif Algılayıcılar. Her iki grup da tarama ve görüntüleme
özelliklerine bağlı olarak alt gruplara ayrılırlar.
Pasif Algılayıcılar, doğal kaynaklı elektromanyetik
enerjinin yayılımı ve yansıtımını, aktif algılayıcılar ise,
yapay bir enerji kaynağı tarafından üretilen enerjinin
hedeften saçılımını algılarlar. Her iki grup da tarama
yapan veya yapmayan sistemler olmak üzere alt gruplara
ayrılmaktadır.
Uydu Gör. ve Kull. Alanları Dersi Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
9
UZAKTAN ALGILAMANIN BİLEŞENLERİ –
Verinin Elde Edilmesi – Algılayıcı Sistemler
Uydu Gör. ve Kull. Alanları Dersi Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
10
UZAKTAN ALGILAMANIN BİLEŞENLERİ –
Verinin Elde Edilmesi – Algılayıcı Sistemler
(Topan, 2007)
Uydu Gör. ve Kull. Alanları Dersi Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
11
UZAKTAN ALGILAMANIN BİLEŞENLERİ – Veri
İşleme ve Görsel Yorumlama – Elektromanyetik Enerji
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.
Uydu Gör. ve Kull. Alanları Dersi Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
12
UZAKTAN ALGILAMANIN BİLEŞENLERİ – Veri
İşleme ve Görsel Yorumlama – Elektromanyetik Spektrum
Elektromanyetik spektrum, ışık hızı ile hareket eden 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.
Uydu Gör. ve Kull. Alanları Dersi Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
13
UZAKTAN ALGILAMANIN BİLEŞENLERİ – Veri
İşleme ve Görsel Yorumlama – Enerji Kaynağı ve Hedefle
Etkileşim
Bir yüzeye enerji gönderildiğinde, gerçekleşebilecek 3 tür etkileşim
vardır. Bunlar: Yutulma (Yu); İletim (İ); ve Yansıtım (Ys)'dır. Hedefe
gelen toplam enerji (E) için bu etkileşimlerden biri veya birden fazlası
gerçekleşebilir. Bu etkileşimlerin oranı gelen enerji ve hedef
malzemesi ile ilişkili olarak değişim gösterir.
E=Yu+Ya+İ
Yutulma: 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.
Uydu Gör. ve Kull. Alanları Dersi Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
14
UZAKTAN ALGILAMANIN BİLEŞENLERİ – Veri
İşleme ve Görsel Yorumlama – Enerji Kaynağı ve Hedefle
Etkileşim
Yansıtım: Toplam enerjinin bir kısmı hedeften geri
yansıtılır ve ışının geliş açısı ve yüzey pürüzlülüğüne
bağlı olarak farklı açılarda saçılır.
İletim: Toplam ışınımın bir kısmı su gibi bazı maddelere
nüfuz edebilir, madde saydam ve bir boyutu ince ise bir
kısmı maddeden geçerek diğer ortama iletilir.
Yayılım: Bir enerji kaynağından ışınım veya iletim yolu ile
elektromanyetik enerjinin yayılmasıdır.
Uydu Gör. ve Kull. Alanları Dersi Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
15
UZAKTAN ALGILAMANIN BİLEŞENLERİ – Veri
İşleme ve Görsel Yorumlama – Enerji Kaynağı ve Hedefle
Etkileşim
Saçılım: Enerji dalgasının bir ortamda, enerjinin geliş
açısı, polarizasyonu veya frekansı değişerek saçılması
veya malzeme ile atomik veya moleküler seviyede
etkileşerek
eski
durumunu
muhafaza
etmeden
saçılmasıdır.
Uydu Gör. ve Kull. Alanları Dersi Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
16
UZAKTAN ALGILAMANIN BİLEŞENLERİ – Veri
İşleme ve Görsel Yorumlama – Enerji Kaynağı ve Hedefle
Etkileşim
Uydu Gör. ve Kull. Alanları Dersi Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
17
UZAKTAN ALGILAMANIN BİLEŞENLERİ – Veri
İşleme ve Görsel Yorumlama – Spektral Yansıma
Bir malzeme için yansıyan, yutulan, veya iletilen ışınım miktarları
dalga boyuna bağlı olarak değişir. Bu önemli özellik sayesinde farklı
nesneleri ya da sınıfları ayırt etmek olanaklıdır. Aşağıdaki görüntüde
yeryüzündeki bazı maddelerin spektral yansımaları gösterilmektedir.
Çalışmanın amacına göre, bir görüntüde ayırt edilmek istenen
maddeler değişecektir. Analistler, daha iyi bir analiz yapmak için,
spektral imzalardan yararlanarak kullanılması gereken spektral
bantları belirlemektedirler.
Uydu Gör. ve Kull. Alanları Dersi Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
18
UZAKTAN ALGILAMANIN BİLEŞENLERİ – Veri
İşleme ve Görsel Yorumlama – Dijital Görüntü
Uzaktan Algılama görüntüleri dijital formlarda kayıt edilir
ve bilgisayarlar tarafından görüntüye dönüştürülmek
üzere işlenir.
Bir uzaktan algılama sisteminde algılayıcı enerjiyi (ışığı)
algılar, ölçer ve miktarını bilgisayarın okuyabileceği bir
sayıya çevirir.
Yörüngedeki uzay aracı bu kodları sinyaller
yeryüzündeki uydu yer istasyonuna gönderir.
Uydu Gör. ve Kull. Alanları Dersi Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
ile
19
UZAKTAN ALGILAMANIN BİLEŞENLERİ – Veri
İşleme ve Görsel Yorumlama – Dijital Görüntü
Bu sinyaller alınarak sayı dizilerine çevrilir, sıra ve sütunlar bir gri
değerine denk gelen sayı ile ifade edilir ve bir dijital görüntü
oluştururlar. Kısaca, sayılar küçük resim elemanlarına çevrilirler ve
bir araya geldiklerinde görüntünün tamamını oluştururlar. Dijital
görüntüyü oluşturan resim elemanlarına piksel adı verilir. Her piksele
ait olan ve temsil edilen alandan gelen ortalama ışınımı veren değer
DN ile gösterilir. DN değerleri genellikle 0-255 arasındadır.
Uydu Gör. ve Kull. Alanları Dersi Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
20
UZAKTAN ALGILAMANIN BİLEŞENLERİ – Veri
İşleme ve Görsel Yorumlama – Dijital Görüntü
Dijital görüntüler, grid koordinat sistemine ek olarak kanal sayısı
doğrultusu da eklenerek üç boyutlu bir eksen sisteminde gösterilir.
Fotoğraflar, 2 boyutlu olarak film üzerine kaydedilir. Görüntüler ise
sayısal formda kaydedilirler.
Uydu Gör. ve Kull. Alanları Dersi Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
21
UZAKTAN ALGILAMANIN BİLEŞENLERİ –
Veri İşleme ve Görsel Yorumlama – Dijital Görüntünün
Özellikleri






Dijital görüntüler raster formatındadır.
Bir raster x ve y koordinatları ile tanımlı gridlerden oluşur.
Bu gridlerin her birine piksel adı verilir.
Her bir piksel numerik bir değere karşılık gelir (dijital number, DN).
Piksel dijital değerleri 0 ile 255 gri renk tonuna (8 bit için) karşılk
gelir. 0 siyah, 255 beyaz renk tonuna karşılık gelir.
Tüm algılayıcılar binary ( ikili sistem, 20, 21, 23,.... ) sistemde
çalışır.
Uydu Gör. ve Kull. Alanları Dersi Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
22
UZAKTAN ALGILAMANIN BİLEŞENLERİ –
Veri İşleme ve Görsel Yorumlama – Dijital Görüntünün
Özellikleri
Çözünürlük bir görüntüleme sisteminde kayıt edilen
detayların ayırt edebilebilirlik ölçütüdür.
Uydu
Görüntüleri
tanımlanmaktadır:




için
4
farklı
çözünürlük
Konumsal (Uzaysal) Çözünürlük
Radyometrik Çözünürlük
Spektral Çözünürlük
Zamansal Çözünürlük
Uydu Gör. ve Kull. Alanları Dersi Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
23
UZAKTAN ALGILAMANIN BİLEŞENLERİ –
Veri İşleme ve Görsel Yorumlama – Dijital Görüntünün
Özellikleri – Konumsal (Uzaysal) Çözünürlük
Bir görüntüde fark edilebilir en küçük detay, algılayıcının Konumsal
(Uzaysal) Çözünürlüğü ile ilgilidir ve görülebilen en küçük hedef
boyutunu tanımlar.
GSD: Ground Sampling Distance – YÖA: Yer Örnekleme Aralığı:
Komşu piksellerin merkezlerinin yeryüzündeki fiziksel karşılıklarıdır.
Genellikle cm. ve/veya m. cinsinden ifade edilir.
Uydu Gör. ve Kull. Alanları Dersi Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
24
UZAKTAN ALGILAMANIN BİLEŞENLERİ –
Veri İşleme ve Görsel Yorumlama – Dijital Görüntünün
Özellikleri – Konumsal (Uzaysal) Çözünürlük
Aynı bölgenin farklı uzaysal çözünürlüklerde örneklenmesi
Uydu Gör. ve Kull. Alanları Dersi Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
25
UZAKTAN ALGILAMANIN BİLEŞENLERİ –
Veri İşleme ve Görsel Yorumlama – Dijital Görüntünün
Özellikleri – Konumsal (Uzaysal) Çözünürlük
Ticari uydular yarım metreden kilometrelere varan çözünürlükler
sağlamaktadırlar. Sadece çok büyük nesnelerin görülebildiği
görüntülerin çözünürlüğü düşük, küçük nesnelerin ayırt edilebildiği
görüntüler ise yüksek çözünürlüklüdür.
Farklı konumsal
çözünürlüğe sahip
uydu görüntüleri
(Eminönü, İstanbul)
Uydu Gör. ve Kull. Alanları Dersi Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
26
UZAKTAN ALGILAMANIN BİLEŞENLERİ –
Veri İşleme ve Görsel Yorumlama – Dijital Görüntünün
Özellikleri – Konumsal (Uzaysal) Çözünürlük
Uydu Gör. ve Kull. Alanları Dersi Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
27
UZAKTAN ALGILAMANIN BİLEŞENLERİ –
Veri İşleme ve Görsel Yorumlama – Dijital Görüntünün
Özellikleri – Konumsal (Uzaysal) Çözünürlük
Pan-Sharp İşlemi
QuickBird multispektral görüntüsü, 2.4m YÖA
QuickBird pankromatik görüntüsü, 0.60m YÖA
Uydu Gör. ve Kull. Alanları Dersi Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
28
UZAKTAN ALGILAMANIN BİLEŞENLERİ –
Veri İşleme ve Görsel Yorumlama – Dijital Görüntünün
Özellikleri – Konumsal (Uzaysal) Çözünürlük
Pan-Sharp İşlemi
2.4m
YÖA
0.6m
YÖA
Pan-sharp QuickBird görüntüsü,
0.6m YÖA
Uydu Gör. ve Kull. Alanları Dersi Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
29
UZAKTAN ALGILAMANIN BİLEŞENLERİ –
Veri İşleme ve Görsel Yorumlama – Dijital Görüntünün
Özellikleri – Konumsal (Uzaysal) Çözünürlük





Uydu Gör. ve Kull. Alanları Dersi Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
15m GSD ile
genel bir bakış
Harita yapımı
olanakları 10m
GSD ile başlar
5m GSD ile
ana yollar ve
büyük binalar
2m GSD
tekli binalar
ile
1m ve altı GSD
ile
ayrıntılı
olarak binalar
tanınabilir
30
UZAKTAN ALGILAMANIN BİLEŞENLERİ –
Veri İşleme ve Görsel Yorumlama – Dijital Görüntünün
Özellikleri – Konumsal (Uzaysal) Çözünürlük
(173x183)km
(60x60)km
(16.5x16.5)km
(11x11)km
(8x8)km
Uydu Gör. ve Kull. Alanları Dersi Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
31
UZAKTAN ALGILAMANIN BİLEŞENLERİ –
Veri İşleme ve Görsel Yorumlama – Dijital Görüntünün
Özellikleri – Konumsal (Uzaysal) Çözünürlük
(Karakış vd., 2005)
Uydu Gör. ve Kull. Alanları Dersi Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
32
UZAKTAN ALGILAMANIN BİLEŞENLERİ –
Veri İşleme ve Görsel Yorumlama – Dijital Görüntünün
Özellikleri – Konumsal (Uzaysal) Çözünürlük
Uydu Gör. ve Kull. Alanları Dersi Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
33
UZAKTAN ALGILAMANIN BİLEŞENLERİ –
Veri İşleme ve Görsel Yorumlama – Dijital Görüntünün
Özellikleri – Konumsal (Uzaysal) Çözünürlük
1m YÖA, IKONOS
30m YÖA, Landsat 5
Uydu Gör. ve Kull. Alanları Dersi Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
34
UZAKTAN ALGILAMANIN BİLEŞENLERİ –
Veri İşleme ve Görsel Yorumlama – Dijital Görüntünün
Özellikleri - Radyometrik Çözünürlük
Radyometrik
Çözünürlük:
miktarında sahip olunan
çözünürlüğü göstermektedir.
Elektromanyetik
enerji
hassasiyet radyometrik
Bir başka deyişle, bir görüntüleme sisteminin radyometrik
çözünürlüğü, enerji farklılıklarını ayırt edebilme yeteneğini
gösterir. Bahsedilen enerji farklılıkları ayırt edilmesi
mümkün olan gri tonu sayısına denk gelir.
Uydu Gör. ve Kull. Alanları Dersi Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
35
UZAKTAN ALGILAMANIN BİLEŞENLERİ –
Veri İşleme ve Görsel Yorumlama – Dijital Görüntünün
Özellikleri - Radyometrik Çözünürlük
Aynı bölgeye ait değişik renk tonlarına sahip görüntüler
karşılaştırıldığında, radyometrik çözünürlükle ilişkili olarak
detay ayırt etme seviyesindeki fark göze çarpmaktadır.
Uydu Gör. ve Kull. Alanları Dersi Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
36
UZAKTAN ALGILAMANIN BİLEŞENLERİ –
Veri İşleme ve Görsel Yorumlama – Dijital Görüntünün
Özellikleri - Radyometrik Çözünürlük
2 renk tonu
16 renk tonu
Uydu Gör. ve Kull. Alanları Dersi Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
37
UZAKTAN ALGILAMANIN BİLEŞENLERİ –
Veri İşleme ve Görsel Yorumlama – Görüntü Elde Etme
Renkler, üç ana rengin (kırmızı, yeşil, mavi) farklı oranlarda
karıştırılması ile elde edilir. İnsan gözü sadece görünür
bölgedeki dalga boylarını algılamaktadır. Optik görüntüler
oluşturulurken, sırasıyla kırmızı yeşil ve mavi bantlara ait
görüntüler bilgisayar ekranında görüntülendiğinde doğal
renkli görüntü, diğer tüm bant kombinasyonlarının
görüntülenmesi durumunda ise yapay renkli görüntü elde
edilir.
Yapay görüntüler, özellikle insan gözünün duyarlı olmadığı
bir spektral bölgedeki yansımaya ilişkin bilgi sağlayarak
gözün algılamadığının görünür hale getirildiği görüntüler
olup bazı uygulama alanları için büyük öneme sahiptirler.
Uydu Gör. ve Kull. Alanları Dersi Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
38
UZAKTAN ALGILAMANIN BİLEŞENLERİ –
Veri İşleme ve Görsel Yorumlama – Görüntü Elde Etme
Siyah beyaz ve renkli (kırmızı, yeşil, mavi) görüntü matrisi (Yastıklı, 2009)
Uydu Gör. ve Kull. Alanları Dersi Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
39
UZAKTAN ALGILAMANIN BİLEŞENLERİ –
Veri İşleme ve Görsel Yorumlama – Görüntü Elde Etme


Doğal renkli kompozit (TM bandları 3, 2 ve 1)
Yapay renkli kompozit (TM bandları 4, 3 ve 2)
Uydu Gör. ve Kull. Alanları Dersi Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
40
UZAKTAN ALGILAMANIN BİLEŞENLERİ –
Veri İşleme ve Görsel Yorumlama – Görüntü Elde Etme
Yapay görüntüler, özellikle insan gözünün duyarlı olmadığı bir
spektral bölgedeki yansımaya ilişkin bilgi sağlayarak gözün
algılamadığının görünür hale getirildiği görüntüler olup bazı uygulama
alanları için büyük öneme sahiptirler.
Uydu Gör. ve Kull. Alanları Dersi Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
41
UZAKTAN ALGILAMANIN BİLEŞENLERİ –
Veri İşleme ve Görsel Yorumlama – Görüntü Elde Etme
RGB (3,2,1) – Doğal Renkli
Siyah – Beyaz
Doğal Renkli
Renkli Kızılötesi - Yapay Renkli
(R = CIR yansıma), siyah / beyaz
Uydu Gör. ve Kull. Alanları Dersi Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
42
UZAKTAN ALGILAMANIN BİLEŞENLERİ –
Verinin Elde Edilmesi – Algılayıcı Sistemler
(Topan, 2007)
Uydu Gör. ve Kull. Alanları Dersi Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
43
Optik Algılama Sistemleri – Zonguldak Örneği
(Karakış vd., 2005)
Uydu Gör. ve Kull. Alanları Dersi Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
44
Optik Algılama Sistemleri –
TK-350 Uydu Sistemi – Film Tabanlı - Çerçeve








KOMETA’nın bir parçası (Rus Harita
Yapım Sistemi)
2000
yılına
kadar
fotoğraflar
çekilmiştir
Film boyutları 45 x 30 cm
Yer çözünürlüğü (YÖA): 10 m
Müşirler ve grid ağ
Küresellik
vb.
etkilerden
kay.
bozulmalar
Taramadan kaynaklı hatalar
SYM üretimi uygulamaları
(Topan, 2007)
Uydu Gör. ve Kull. Alanları Dersi Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
45
Optik Algılama Sistemleri –
KVR1000 Uydu Sistemleri – Film Tabanlı - Panoramik
(https://directory.eoportal.org/web/eoportal/satellite-missions/k/kometa)
Uydu Gör. ve Kull. Alanları Dersi Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
46
Optik Algılama Sistemleri –
Landsat Serisi Uydu Sistemi – Dijital - Ayna Tarama
http://eros.usgs.gov
Uydu Gör. ve Kull. Alanları Dersi Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
47
Optik Algılama Sistemleri –
Landsat Serisi Uydu Sistemi – Dijital - Ayna Tarama
Teknik Özellikler:
Uydu Gör. ve Kull. Alanları Dersi Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
48
Optik Algılama Sistemleri –
Landsat Serisi Uydu Sistemi – Dijital - Ayna Tarama






Jeoloji amaçlı haritalama,
tarımsal uygulamalar, tektonik
uygulamalar
Değişim Belirleme Çalışmaları
Afet tahmin ve izleme
Ekolojik izleme
Sınıflandırma için uygun veri
Termal bandı ile Yüzey
Sıcaklık Verisi toplama
Uydu Gör. ve Kull. Alanları Dersi Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
49
Optik Algılama Sistemleri –
Bilsat Uydu Sistemi – Dijital - Çerçeve
ARAŞTIRMA UYDUSU (BİLSAT) PROJESİ, küçük uydu teknolojilerini
öğrenerek ülkemize kazandırmak için başlatılmış bir teknoloji transferi
projesidir. Proje, Surrey Üniversitesi’nin (İngiltere) bir kuruluşu olan SSTL
şirketi ile birlikte gerçekleştirilmiştir. BILSAT uydusu, pil hücrelerinden iki
tanesinin ömrünü tamamlaması ile, Ağustos 2006 tarihi itibarı ile enerji
depolayamaz duruma gelmiş ve bu nedenle operasyonlar sona ermiş ve
uydu görevini tamamlamıştır (www.bilten.metu.edu.tr). Kullanım alanları:







Şehircilik (Arazi örtüsü kullanımı, kentsel kullanım alanlarının
sınıflandırılması, kaçak yapılaşmanın tespiti gibi)
Tarım (Ürün gelişiminin izlenmesi, rekolte tahmini gibi)
Çevre (ÇED raporlarında kullanma, çevresel modelleme gibi)
Ormancılık (Hastalıkların tespiti, yangınlardan sonra hasar tespiti gibi)
Haritacılık (3 Boyutlu Modelleme, ...)
Jeoloji uygulamaları
Afet yönetimi
Uydu Gör. ve Kull. Alanları Dersi Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
50
Optik Algılama Sistemleri –
Bilsat Uydu Sistemi – Dijital - Çerçeve
ALGILAYICI ÖZELLİKLERİ:


4 Bandlı MS görüntüleyici özellikleri:
Konumsal Çözünürlük: 27,6 m
Radyometrik band aralıkları: (µm)
Band 1: 0.45 - 0.52 ( Mavi )
Band 2: 0.52 - 0.60 (Yeşil)
Band 3: 0.63 - 0.69 ( Kırmızı )
Band 4: 0.76 - 0.90 (Yakın Kızılötesi)
12.6 metre konumsal çözünürlüğe sahip siyah/beyaz kamera
Uydu Gör. ve Kull. Alanları Dersi Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
51
Optik Algılama Sistemleri –
Bilsat Uydu Sistemi – Dijital - Çerçeve
http://www.bilten.metu.edu.tr
(Topan, 2007)
Uydu Gör. ve Kull. Alanları Dersi Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
52
Optik Algılama Sistemleri –
Bilsat Uydu Sistemi – Dijital - Çerçeve
Zonguldak Bölgesine ait Bilsat görüntüsü (12.6 m pan, 27.6 m MS)
Uydu Gör. ve Kull. Alanları Dersi Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
53
Optik Algılama Sistemleri –
Terra Aster/Modis Uydu Sistemi – Dijital - Çerçeve
Teknik Özellikler:
Uydu Gör. ve Kull. Alanları Dersi Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
54
Optik Algılama Sistemleri –
Terra Aster/Modis Uydu Sistemi – Dijital - Çerçeve






Kayaç yapılarının belirlenmesi
Tektonik uygulamalar
Jeolojik amaçlı harita yapımı
Tarım, ormancılık ve askeri
uygulamalar
SYM üretimi
Sınıflandırma için uygun veri
Uydu Gör. ve Kull. Alanları Dersi Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
55
Optik Algılama Sistemleri –
Terra Aster/Modis Uydu Sistemi – Dijital - Çerçeve
Uydu Gör. ve Kull. Alanları Dersi Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
56
Optik Algılama Sistemleri –
Dijital - Doğrusal dizin tarama sistemler
SPOT, IRS, IKONOS, QuickBird-2, OrbView, GeoEye, Worldview-2, vb. sistemler
TDI tekniği (IKONOS ve QuickBird vb. için)
Uydu Gör. ve Kull. Alanları Dersi Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
57
Optik Algılama Sistemleri –
Spot Uydu Sistemi - Dijital - Doğrusal dizin
Teknik Özellikler:
Uydu Gör. ve Kull. Alanları Dersi Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
58
Algılayıcı Tipleri –
Spot Uydu Sistemi - Dijital - Doğrusal dizin
Uydu Gör. ve Kull. Alanları Dersi Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
59
Optik Algılama Sistemleri –
Spot Uydu Sistemi - Dijital - Doğrusal dizin




Şehir planlama, haritacılık
Askeri, tarımsal, ormancılık
amaçlı uygulamalar
Değişim Belirleme Çalışmaları
Afet tahmin ve izleme
Kaynak: Nik Sistem
Uydu Gör. ve Kull. Alanları Dersi Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
60
Optik Algılama Sistemleri –
Ikonos Uydu Sistemi
24 Eylül 1999’da Kaliforniya Vandenberg hava sahası ABD’den fırlatılan
IKONOS uydusu Geoeye tarafından çalıştırılan yüksek çözünürlüklü bir
uydudur. Nadir’de 3.2 metre konumsal çözünürlüklü Multispektral (renkli),
0,82 metre konumsal çözünürlüklü pankromatik (siyah-beyaz) görüntü elde
edebilir. Harita yapımı (1:10000), Doğal kaynakların kent ve kırsal kesimler
için haritalanması, doğal afet yönetimi, tarım ve orman uygulamaları,
madencilik, mühendislik ve inşaat gibi birçok uygulama alanına sahiptir.
Uydu Gör. ve Kull. Alanları Dersi Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
61
Optik Algılama Sistemleri –
Ikonos Uydu Sistemi
Teknik Özellikler:
Uydu Gör. ve Kull. Alanları Dersi Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
62
Optik Algılama Sistemleri –
Ikonos Uydu Sistemi
Uydu Gör. ve Kull. Alanları Dersi Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
63
Optik Algılama Sistemleri –
QuickBird-2 Uydu Sistemi
Teknik Özellikler:
Uydu Gör. ve Kull. Alanları Dersi Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
64
Optik Algılama Sistemleri –
QuickBird-2 Uydu Sistemi
Ürünler:
Uygulama Alanları: Şehir planlama, harita yapımı (1:5000-1:10000), Tarımsal
uygulamalar: Çiftçilik, sulama ve ekin türü, Jeolojik uygulamalar: Tektonik,
jeomorfoloji ve madencilik uygulamaları, Afet tahmin ve inceleme çalışmaları
Uydu Gör. ve Kull. Alanları Dersi Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
65
Optik Algılama Sistemleri –
QuickBird-2 Uydu Sistemi
Uydu Gör. ve Kull. Alanları Dersi Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
66
Optik Algılama Sistemleri –
Rasat Uydusu - TÜRKİYE
RASAT Araştırma Uydusu, Türkiye’nin ve TÜBİTAK UZAY’ın BiLSAT
uydusundan sonra sahip olduğu ikinci uzaktan algılama uydusudur.
Yüksek çözünürlüklü optik görüntüleme sistemine ve Türk
mühendislerce tasarlanıp geliştirilen yeni modüllere sahip olan
RASAT, Türkiye’de tasarlanıp üretilen ilk yer gözlem uydusudur
(http://rasat.uzay.tubitak.gov.tr).
Kullanım alanları:




Haritacılık
Afet İzleme
Çevre Uygulamaları
Şehircilik ve Planlama
Uydu Gör. ve Kull. Alanları Dersi Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
67
Optik Algılama Sistemleri –
Rasat Uydusu - TÜRKİYE
http://rasat.uzay.tubitak.gov.tr
Uydu Gör. ve Kull. Alanları Dersi Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
68
Optik Algılama Sistemleri –
Rasat Uydusu - TÜRKİYE
Rasat - İzmir Kuş
Cenneti
Uydu Gör. ve Kull. Alanları Dersi Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
69
Optik Algılama Sistemleri –
Worldview-2 Uydusu
WorldView-2 uydusu 2009 yılı Ekim ayında fırlatılmış olup, dünyanın 8
spektral banda sahip ilk yüksek çözünürlüklü gözlem uydusudur. WorldView2 uydusu, 770km. yükseklikte konumlandırılmış olup hem 0.46m yersel
çözünürlüklü pankromatik, hem de 1.84m. yersel çözünürlükte multispektral
olarak görüntü sağlayabilmektedir. WorldView-2 uydusu ortalama 1.1 günlük
yeniden ziyaret etme süresine sahiptir. Günlük 975,000 km2’lik alan
çekebilme özelliğine sahiptir (Kaynak: Nik sistem).
Uydu Gör. ve Kull. Alanları Dersi Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
70
Optik Algılama Sistemleri –
Worldview-2 Uydusu – Teknik Özellikler
Fırlatma Bilgileri:
Yörünge:
Uydu Ömrü (Tahmini):
Uydu boyutu ve güç özellikleri:
Tarih: 8 Ekim, 2009
Fırlatma Aracı: Delta 7920
Fırlatma Alanı: Vandenberg Hava Üssü, Kaliforniya-ABD
Yükseklik: 770 kilometre
Tip: Güneş senkronizasyonlu,
Periyod: 100 dakika
7,25 yıl
4.3 metre uzunluk x 2.5 metre boyunda
7.1 meters açılmış solar boyutu
2800 kilogram, 3.2 kW solar array, 100 Ahr pil gücü
Spektral Bantlar:
Pankromatik: 450 - 800 nm, 8 band Multispektral:
Kıyısal: 400 - 450 nm Kırımızı: 630 - 690 nm
Mavi: 450 - 510 nm Kırmızı Kenarı: 705 - 745 nm
Yeşil: 510 - 580 nm Yakın-IR1: 770 - 895 nm
Sarı: 585 - 625 nm Yakın-IR2: 860 - 1040 nm
Yersel Çözünürlük:
Pankromatik: 0.46 metre GSD (nadir), 0.52 metre GSD at 20° derece off-nadir
Multispectral: 1.84 metre GSD (nadir), 2.08 meters GSD at 20° derece off-nadir
Radyometrik Çözünürlük:
Çerçeve Genişliği:
Uydu Veri Kapasitesi:
Maksimum Çekim Açısı:
11-bit dinamik aralığı
16.4 kilometre (nadir)
2199 gigabit solid state HardDisk
Nominal olarak +/-45° off-nadir
Yörünge Başına Toplanan Veri miktarı: 524 gigabit
Tek Geçiş sırasında elde edilebilecek
maksimum alan:
bitişik Alan Miktarı:
65.6 km x 110 km mono (nadir)
48 x 110 km stereo (nadir)
Yeniden Geçiş Sıklığı:
1.1 gün- 1 m. GSD veya daha az 3.7 gün 20° off-nadir veya daha az (0.52 m. GSD)
Geolocation Accuracy (CE90%):
6.5m CE90 doğruluğu (araziden gelen distorsiyonları katmadan)
Uydu Gör. ve Kull. Alanları Dersi Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
71
Optik Algılama Sistemleri –
Worldview-2 Uydusu
Fukushima/Japonya’daki Tsunami
Felaketi Zarar Tespiti
Çalışmasında Kullanılmış
Worldview-2 Görüntüsü
http://www.landinfo.com/WorldView2.htm
Uydu Gör. ve Kull. Alanları Dersi Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
72
Optik Algılama Sistemleri –
Worldview-2 Uydusu
2012 Worldview-2 Zonguldak ve
Çatalağzı Görüntüsü
Uydu Gör. ve Kull. Alanları Dersi Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
73
Optik Algılama Sistemleri –
Worldview-2 Uydusu
Zonguldak Kıyı Şeridi Analizi (Worldview 2)
(Demirpark AVM’nin kıyı şeridi tarafı)
(Yeşil=Referans Harita, Sarı=Worldview 2)
Uydu Gör. ve Kull. Alanları Dersi Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
74
Optik Algılama Sistemleri –
GeoEye Uydusu
Atıldığı 6 Eylül 2008 tarihiyle birlikte, dünyanın en yüksek çözünürlüklü ticari
gözlem uydusu konumundadır. GeoEye-1 pankromatikte 0.41m.,
multispektral olarak da 1.65m. yersel çözünürlüğe sahiptir. GeoEye-1
sensörü, günlük 350.000 km2 görüntü toplayabilme özelliği ile büyük ve
geniş alan kapsayan projeler için geliştirilmiştir (Kaynak: Nik sistem).
Hoover Barajı
Uydu Gör. ve Kull. Alanları Dersi Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
75
Optik Algılama Sistemleri –
GeoEye Uydusu – Teknik Özellikler
Yersel çözünürlük (Pan/MS) :
Spektral çözünürlük (Pan/MS) :
Çerçeve Genişliği :
Off-Nadir Görüntüleme :
Dinamik Aralık :
0.41m. / 1.65m.
450 - 800 nm (pankromatik)
450 - 510 nm (mavi)
510 - 580 nm (yeşil)
655 - 690 nm (kırmızı)
780 - 920 nm (yakın IR)
15.2 km.
60 dereceye kadar
11bit
Uydu Ömrü -Tahmini :
10 yıldan fazla
Yeniden geçiş aralığı :
3 günden az
Yörüngesel Yüksekliği :
Nodal Crossing :
681km.
10.30 sabah
Uydu Gör. ve Kull. Alanları Dersi Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
76
Optik Algılama Sistemleri –
GeoEye Uydusu
30.06.09 tarihli Tahran Üniversitesini içeren bir GeoEye görüntüsü (Kaynak: Nik Sistem)
Uydu Gör. ve Kull. Alanları Dersi Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
77
Optik Algılama Sistemleri –
Dijital - Doğrusal dizin tarama sistemler
Olumlu yanları




Daha yüksek düzeyli uzaysal ve radyometrik çözünürlük sağlaması,
Her bir doğrusal dizi elemanı arasında sabit bir ilişkinin bulunması ve dolayısıyla
aralarında yüksek bir geometrik bütünlüğün söz konusu olması,
Ağırlıkları ve boyutları nedeniyle az güç gerektirmeleri,
Hareketli parçalara sahip olmamaları ve dolayısıyla uzun ömürlü olmalarıdır.
Olumsuz yanları


Geometrik ve radyometrik açıdan kalibre edilmeleri oldukça güç olan pek çok
doğrusal diziden oluşabilmeleri
Kullanılan CCD dedektörlerin sınırlı spektral duyarlılığa sahip olmalarıdır.
(Topan, 2007)
Uydu Gör. ve Kull. Alanları Dersi Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
78
Optik Algılama Sistemleri –
Stereo Görüntü Algılama
(Topan, 2007)
Uydu Gör. ve Kull. Alanları Dersi Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
79
Optik Algılama Sistemleri –
Stereo Görüntü Algılama
(Topan, 2007)
Uydu Gör. ve Kull. Alanları Dersi Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
80
GELECEK HAFTA: Sanal Küreler ve Uygulamaları
Uydu Gör. ve Kull. Alanları Dersi Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
81
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 Ders Notları, Doç. Dr. Semih EKERCİN, Aksaray Üniversitesi, Harita Müh. Bölümü, 2011
Uydu Görüntülerinden Kentsel Ayrıntıların Nesne-Tabanlı Sınıflandırma Yöntemiyle Belirlenmesi ve CBS Ortamında
Bütünleştirilmesi, Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ, Danışman: Prof. Dr. Zübeyde ALKIŞ, Doktora Tezi, YTÜ Fen
Bilimleri Enstitüsü, Jeodezi ve Fotogrametri Müh. ABD, Uzaktan Algılama ve CBS Programı, Ekim 2009
Yüksek Çözünürlüklü Uydu Görüntülerinden Kentsel Ayrıntıların Nesne-Tabanlı Sınıflandırma Tekniğiyle Otomatik
Olarak Belirlenmesi ve Coğrafi Bilgi Sistemi (CBS) Ortamında Bütünleştirilmesine Yönelik Araştırma, Yrd. Doç. Dr.
Serkan KARAKIŞ, Yüksek Lisans Tezi, ZKÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, 2005
Uzaktan Algılama Ders Notları, İTÜ İnşaat Fak. Geomatik Müh. Böl. Uzaktan Algılama ABD Sunuları.
Uzaktan Algılamada Görüntüleme Sistemleri, Yrd. Doç. Dr. Hüseyin TOPAN, ZKÜ Müh. Fak. Jeodezi ve Fot. Müh.
Bölümü, Bölüm içi Semineri, 2007
Uzaktan Algılama Kitabı, İşlem GIS, 2002
www.microdrones-turkey.com/
http://tmackinnon.com/
www.noaa.gov.tr
http://tiempo10.com/satelite-meteosat.html
https://directory.eoportal.org/web/eoportal/satellite-missions/k/kometa
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
http://csde.washington.edu
http://photo.net
Uydu Gör. ve Kull. Alanları Dersi Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
82