(2 2 3) (2010-2011 Bahar Dönemi) Ders Sorumlusu - Jeoloji Bilgi ...
(2 2 3) (2010-2011 Bahar Dönemi) Ders Sorumlusu - Jeoloji Bilgi ...
(2 2 3) (2010-2011 Bahar Dönemi) Ders Sorumlusu - Jeoloji Bilgi ...
- No tags were found...
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
JEO 498<br />
JEOLOJİDE COĞRAFİ BİLGİ SİSTEMİ<br />
VE<br />
UZAKTAN ALGILAMA UYGULAMALARI<br />
(2 2 3)<br />
(<strong>2010</strong>-<strong>2011</strong> <strong>Bahar</strong> Dönemi)<br />
<strong>Ders</strong> <strong>Sorumlusu</strong>: Doç. Dr. Murat Ercanoğlu<br />
H.Ü. <strong>Jeoloji</strong> Mühendisliği Bölümü<br />
Uygulamalı <strong>Jeoloji</strong> Anabilim Dalı<br />
E-posta: murate@hacettepe.edu.tr<br />
Web: http://yunus.hacettepe.edu.tr/~murate<br />
DERSĐN ĐÇERĐĞĐ<br />
• CBS’nin ve UA’nın tanımı, içeriği, yararları ve amaçları<br />
• CBS’nin ve UA’nın jeolojideki kullanımı<br />
• Katman kavramı<br />
• Veri tabanı<br />
• CBS ve UA ile planlama<br />
• Sayısal haritalar<br />
• Sayısal arazi modeli<br />
• Veri toplama ve üretimi<br />
• ……………<br />
• Uygulamalar
TEORĐK KESĐM<br />
CBS ve UA’ya ilişkin temel bilgiler (-)<br />
+<br />
Temel <strong>Jeoloji</strong>k <strong>Bilgi</strong> (+)<br />
=<br />
JEO 498’in kapsamı<br />
Türkçe ~ Đngilizce<br />
<br />
UYGULAMA<br />
Temel uygulamalar<br />
Veri üretimi ve işlemesi<br />
Map algebra<br />
…………….<br />
Problem tanımlama<br />
Çözüm üretimi<br />
DERS DEĞERLENDĐRME ÖLÇÜTLERĐ<br />
- Ara sınav (1 adet)<br />
- Teori + Uygulama<br />
- Belirli bilgisayarlar, belirli dizinler<br />
-- Flash Disk; RW CD; RW DVD<br />
-- Mümkün olursa → <strong>Ders</strong> dışı uygulama yapma olanağı ?<br />
-- <strong>Ders</strong>e devam + katılım → ÇOK ÖNEMLĐ<br />
SORULAR ?
DERS KAPSAMINDA YARARLANILABĐLECEK KAYNAKLAR<br />
<br />
Bolstad, P., 2002. GIS Fundamentals. Eider Press,<br />
Minnesota.<br />
<br />
Yomralıoğlu, T., 2000. Coğrafi <strong>Bilgi</strong> Sistemleri Temel<br />
Kavramlar ve Uygulamalar. Akademi Kitabevi, Trabzon.<br />
<br />
<br />
Mather, P.M., 2004. Computer Processing of Remotely-<br />
Sensed Images. 3rd Edition, John Wiley & Sons,<br />
Notthingham.<br />
……..<br />
<br />
Kütüphaneler<br />
<br />
INTERNET<br />
BAZI FAYDALI LĐNKLER<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
http://www.geoplace.com/<br />
http://www.esri.com/<br />
http://www.giscafe.com/<br />
http://www.urisa.org/<br />
http://www.gita.org/<br />
http://www.cdc.gov/<br />
http://www.gis.com/<br />
http://gislounge.com/<br />
http://www.usgs.gov/<br />
http://cgia.cgia.state.nc.us/cgia/<br />
http://www.gisuser.com/<br />
http://yasulab.iis.u-tokyo.ac.jp:16080/~wataru/rsgis/
1. GĐRĐŞ<br />
BĐLGĐ VE BĐLGĐ SĐSTEMLERĐ<br />
<br />
<br />
Mevcut bilgilerin etkin bir şekilde kullanılması<br />
Sağlıklı veriye ulaşmada yaşanan bazı sıkıntılar<br />
Mevcut verilerin organize edilmesi YOĞUN BĐLGĐ TRAFĐĞĐ<br />
<br />
Hızlı karar verme süreci<br />
KAOS<br />
BĐLGĐ SAVURGANLIĞI<br />
Günümüz<br />
<strong>Bilgi</strong> ve<br />
Teknoloji<br />
Çağında<br />
• <strong>Bilgi</strong>yi etkin kullanmak<br />
• Çağdaş hizmetlerden en üst düzeyde yararlanmak<br />
• Ekonomik, sosyal, kültürel açıdan üst düzeyde yaşamak<br />
TEMEL AMAÇ
BĐLGĐ-TEKNOLOJĐ ĐLĐŞKĐSĐ<br />
<strong>Bilgi</strong> + Teknoloji ĐNSANLIĞA HĐZMET Milyarlarca dolar yatırım (Örn. Doğal<br />
Afetler)<br />
Yer ve konuma dayalı bilgi CBS (Coğrafi <strong>Bilgi</strong> Sistemi)<br />
<br />
<br />
UA (Uzaktan Algılama)<br />
GPS (Global Positioning System)<br />
Veri toplama Kolaylık<br />
Zaman Kazanç<br />
Karar verme Hız<br />
BĐLGĐ-VERĐ ĐLĐŞKĐSĐ<br />
• <strong>Bilgi</strong> Veri ( hammadde )<br />
BĐLGĐ: Kullanıcı tarafından anlaşılabilir<br />
formlara dönüştürülmüş veri grubu<br />
Veri<br />
<strong>Bilgi</strong><br />
• <strong>Bilgi</strong> sistemi <strong>Bilgi</strong>nin toplanıp işlenmesi<br />
ve kullanılabilir hale getirilmesi, bir sistemin var<br />
olmasını gerektirir. Bu açıdan bilgi sistemi “ sorunlara<br />
çözüm üretebilmek amacıyla bilgiyi toplayan,<br />
depolayan, üreten ve dağıtan bir mekanizma” olarak tanımlanabilir.<br />
<strong>Bilgi</strong>ye kolay erişim<br />
<strong>Bilgi</strong>nin verimli kullanımı
BĐLGĐ-SAYAR ĐLĐŞKĐSĐ<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Farklı türdeki bilgilerin sıkıştırılarak depolanması, iletilmesi ve analiz edilmesi<br />
<strong>Bilgi</strong>nin sayısal şekli<br />
0 ve 1<br />
8 bits = 1 byte<br />
Sayısal veri (graphical data) ile gerçekte neyi temsil ettikleri (attributes)<br />
Coğrafi bilgi girişi<br />
Coğrafi bilginin otomatik olarak analizi<br />
Farklı senaryolara bağlı olarak sonuç üretimi<br />
Farklı harita, tablo, görüntü vb. sunumu<br />
Sonuç ve planlama<br />
BĐLGĐ - SĐSTEM<br />
• Veri toplama<br />
• Veri depolama<br />
• Analiz etme<br />
Doğru karar verme<br />
• Çıktı alma<br />
• Planlama<br />
• Konumsal olmayan bilgi sistemleri: yönetimsel amaçlı (non-spatial information<br />
systems ) (bankacılık, muhasebe, kütüphane, ulaşım, iletişim vb.)<br />
• Konumsal bilgi sistemleri (spatial information systems): Çevresel, altyapı, kadastral,<br />
sosyo-ekonomik vb. coğrafi nesnelerin sadece koordinatlarla değil, aynı zamanda<br />
öznitelik bilgileri ile de tanımlanmasını konu alır.
CBS ?<br />
COĞRAFĐ BĐLGĐ SĐSTEMĐ<br />
(GEOGRAPHIC INFORMATION SYSTEM)<br />
Çeşitli Tanımlar:<br />
• Where maps, databases, and computers come together (D.F.<br />
Hemenway, GeoWORLD).<br />
• An organized collection of computer hardware, software, geographic<br />
data, and personnel designed to efficiently capture, store, update,<br />
manipulate, analyze, and display all forms of geographically referenced<br />
information (Dr. J. Dangerman, ESRI)
CBS TANIMLAR (devam ediyor)<br />
• An information and decision support system that incorporates the<br />
following three concepts:<br />
• …….<br />
• …….<br />
• …….<br />
• …….<br />
• A GIS deals in an explicit fashion with SPATIAL DATA<br />
• A GIS stores information about SPATIAL RELATIONSHIPS<br />
• A GIS is capable of SPATIAL ANALYSIS<br />
(Dr. D. Marble, OSU)<br />
• Guaranteed<br />
Income<br />
Stream<br />
CBS<br />
“Konuma dayalı bilgilerin toplanması, saklanması, işlenmesi ve kullanıcıya sunulması<br />
işlevlerini, bir bütün dahilinde gerçekleştiren bilgi sistemidir”.<br />
GEOGRAPHIC : Yeryüzü üzerindeki konuma sahip veri (spatial data).<br />
INFORMATION : Konumsal verileri ilişkilendirilmiş nitelik verisi (attiribute data).<br />
SYSTEM<br />
: Sözü edilen verilerin saklanması, analiz edilmesi ve kullanıcıya<br />
sunulması için gereken yazılım ve donanım.<br />
- Coğrafi bilgileri bilgisayar ortamına aktarmak<br />
- Analiz etmek<br />
- Ortak veri tabanlarını birleştirmek<br />
- Karar verme süreçleri, konumsal sorgulama<br />
- Đstatistik<br />
- Sınıflama<br />
- Harita üretimi<br />
- Görüntüleme ve görüntü işleme
COĞRAFĐ BĐLGĐ NE ĐŞE YARAR?<br />
<br />
Bir bölgeyi, özelliği, objeyi vb. diğerinden ayırt etme, analiz etme ve<br />
karar verme<br />
<br />
Genel kural ve ilkelerin, özel koşullara ve olaylara uygulanması<br />
<br />
Senaryolar üreterek tahmin yapmak<br />
<br />
Sınıflama<br />
<br />
Sonuç ve/veya ikincil harita üretimi<br />
<br />
<br />
Sorgulama, konumsal analiz<br />
…………..<br />
CBS BĐLEŞENLERĐ<br />
1. Donanım (Hardware)<br />
2. Yazılım (Software)<br />
3. Veri (Data)<br />
4. Đnsan (People)<br />
5. Yöntem (Methods)
CBS BĐLEŞENLERĐ (devam ediyor)<br />
1. Donanım : CBS’ nin işlemesini sağlayan BĐLGĐSAYAR ve buna bağlı<br />
YAN ÜRÜNLERĐN (yazıcı, tarayıcı, sayısallaştırıcı vb.) tümüdür.<br />
2. Yazılım : Coğrafi bilgilerin depolanması, analiz edilmesi ve görüntülenmesi<br />
gibi konularda, kullanıcı gereksinimlerini karşılayan bilgisayar programlarıdır.<br />
ticari ve üniversite kökenli yazılımlar<br />
Arc/Info, MapInfo, Idrisi, Grass<br />
CBS BĐLEŞENLERĐ (devam ediyor)<br />
3. VERĐ : Sayısal türdeki coğrafi veriler ile tanımlayıcı nitelikteki öznitelik verileri<br />
en önemli unsurlardır. Elde edilmesi en zor ve zahmetli bileşendir. Bu<br />
durumun temel nedeni veri kaynakların dağınıklığı, çokluğu ve farklı yapılarda<br />
olması ve bunların toplanması için gereken zaman ve maliyettir (~% 50-80).<br />
4. ĐNSAN : Kullanıcı<br />
5. YÖNTEM : Konuma dayalı verilerin, kullanıcı gereksinimine göre üretilmesi ve<br />
sunulması, belirli bir yöntem dahilinde gerçekleştirilmektedir.
CBS ÇALIŞMA PRENSĐBĐ<br />
• <strong>Bilgi</strong>, birbirleriyle ilişkilendirilmiş harita katmanları gibi kabul<br />
edilerek saklanır.<br />
• Coğrafi referans<br />
• Veri<br />
• Vektörel veriler<br />
• Hücresel (raster) veriler<br />
Veri Toplama<br />
Analiz & Modelleme<br />
F( xyz =f(p1) xyz +f(p2) xyz +…+f<br />
+f(pN) xyz<br />
Biraraya Getirme<br />
SONUÇ<br />
RAPOR<br />
Veri Toplama<br />
Veri Düzenleme<br />
Analiz & Modelleme<br />
F( ) =Layer1+Layer<br />
+Layer2+ … + LayerN<br />
SONUÇ<br />
RAPOR
COĞRAFĐ REFERANS<br />
• Enlem-Boylam<br />
• UTM<br />
• Adres<br />
• Yol ismi vb.<br />
Objelerin konumlandırılması<br />
Koordinatları bilinen bir<br />
pozisyona yerleştirilmesi<br />
VEKTÖREL VERĐLER<br />
• Nokta<br />
• Çizgi<br />
• Poligon<br />
Nokta<br />
Poligon<br />
Coğrafi objelerin kesin konum<br />
tanımlamasında<br />
Çizgi<br />
Yüzey
HÜCRESEL (RASTER) VERĐLER<br />
Görüntü<br />
Grid<br />
Daha çok süreklilik özelliğine sahip<br />
coğrafi objelerin ifade edilmesinde<br />
kullanılmaktadır. Hücrelerin her biri<br />
piksel olarak da bilinmektedir.<br />
CBS’DE HEDEF VE AMAÇLAR<br />
GĐRDĐ<br />
YÖNETĐM & ANALĐTĐK ĐŞLEMLER<br />
ÇIKTI<br />
VERĐ TOPLAMA<br />
• Konumlandırma<br />
• Uzaktan Algılama<br />
• Arazi<br />
çalışması/Örnekleme<br />
• Tarama<br />
• Sayısallaştırma<br />
YÖNETĐM<br />
• Veri depolama<br />
• Veri üretimi,<br />
güncelleme<br />
• Sorgulama<br />
ANALĐTĐK<br />
ĐŞLEMLER<br />
• Veri dönüşümü<br />
• Veri işleme<br />
• Modelleme<br />
ÜRÜN/SONUÇ<br />
• Görsel sunum<br />
• Harita üretimi<br />
• Raporlar<br />
• Planlama<br />
• Karar verme süreçleri<br />
………………………………<br />
………………………………<br />
………………………………
BAKIŞ AÇISI<br />
Bir mühendis olarak CBS ve UA tekniklerini<br />
JEOLOJĐK SORUNLARA YAKLAŞIMDA<br />
ÖNEMLĐ BĐR ARAÇ OLARAK KULLANMAK<br />
ÇÖZÜM ÜRETMEK<br />
2. VERĐ KAVRAMI
CBS ZĐNCĐRĐ (GIS CHAIN)<br />
Deneyim<br />
VERİ<br />
Organizasyon<br />
Donanım<br />
Yazılım<br />
VERĐ<br />
• CBS uygulamalarının gerçekleşebilmesi<br />
• Sayısal/Sayısal olmayan<br />
Grafik/Grafik olmayan<br />
UYGUN YAPIDAKĐ VERĐ<br />
BĐRBĐRĐNDEN ÇOK FARKLI VERĐ KAYNAKLARI<br />
DÖNÜŞÜM<br />
ANALĐZ<br />
• Yeryüzünde ve uzayda<br />
konumlanmış nesne ve olaylar<br />
• CBS’ nin uygulanabilmesi<br />
• Tüm detaylar<br />
Grafik Veri<br />
Grafik Olmayan Veri<br />
COĞRAFĐ VARLIK<br />
coğrafi varlıklar arasındaki doğal ve yapay ilişkilerin<br />
gerçekte olduğu gibi bir sistem içinde modellenebilmesiyle<br />
mümkündür.<br />
coğrafi özellik ve aralarındaki ilişkilerle birlikte koordinat<br />
referanslı olarak tanımlanması gerekir.<br />
konum ve şekil hakkında bilgi<br />
öznitelik hakkında bilgi
VERĐ BĐLEŞENLERĐ<br />
<br />
Konum → lokasyon; tüm veriler coğrafi olarak konumlandırılmış olmalı<br />
(georeferencing)<br />
Örn.: lat/long, UTM (The Universal Transverse Mercator)<br />
<br />
Nitelik → nitelik özelliği, coğrafi objenin özellikleri<br />
Örn: yükseklik, toprak nemi, sıcaklık, yamaç eğimi<br />
<br />
Özellikler arası ilişkiler<br />
Örn.: üstüste çakıştırma, yakınlık, komşuluk<br />
<br />
Zaman → ek boyut<br />
VERĐ ???<br />
Toplama & doğrulama<br />
Derleme<br />
Depolama<br />
Güncelleme<br />
Yönetim & dönüştürme<br />
Đşleme (manipulation)<br />
Analiz & birleştirme<br />
Üretim & sunum
Sayısallaştırma<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Harita<br />
Uydu<br />
Hava fotoğrafı<br />
Video filmler (alçak uçuş yapan uçaklar)<br />
Đstatistiksel veriler<br />
Fotoğraf<br />
Arşiv/Internet<br />
GPS<br />
SAM (Sayısal Arazi Modeli)<br />
Ölçme<br />
Veri Girişi & Doğrulama<br />
Veri Tabanı<br />
Yönetim Sistemi<br />
Sorgulama<br />
Topoloji<br />
(Varlıkların<br />
birbiriyle<br />
olan ilişkisi)<br />
Coğrafi Veri Tabanı<br />
Konum<br />
Zaman<br />
Nitelik<br />
Görüntüleme/Çıktı/<br />
Sonuç/Rapor<br />
Dönüşüm/İletim
JEO498 26.02.2008<br />
COĞRAFĐ VERĐLER<br />
Ne kadar<br />
özellik<br />
????<br />
Doğal : Nehir, orman, vadi vb.<br />
Yapay : Yol, bina, boru hatları vb.<br />
Sınırlandırılmış : Ülke, kent, ada/parsel vb.<br />
HARĐTALAR<br />
Sayısal<br />
Sembol+Etiket<br />
+<br />
Đlave gözlem, ölçüm,<br />
konum bilgisi+kartografik gösterim<br />
VERĐ SAYISI, TÜRÜ VE KALĐTESĐ ↑<br />
HARĐTALAR<br />
• Yeryüzünün bir kısmını veya tamamını belli bir ölçekte gösteren gerçek modeller.<br />
• Koordinat sistemi üzerinde oturtulur.<br />
• Uzaklık, alan, yükseklik vb. (sayısal)<br />
• Đsim, adres, numara (tanımlayıcı sayısal olmayan özellikler)<br />
• Ölçek: harita üzerindeki uzaklık / doğadaki gerçek uzaklık<br />
harita üzerindeki x objesinin boyutu:<br />
1/1.000.000 < 1/25.000<br />
(küçük ölçek) (büyük ölçek)<br />
daha büyük alan<br />
daha az detay<br />
• 1/250 - 1/2.500<br />
• 1/5.000 - 1/25.000<br />
• 1/50.000 - 1/100.000<br />
• 1/200.000 - 1/500.000<br />
• 1/1.000.000 - ve daha küçük<br />
daha küçük alan<br />
daha fazla detay<br />
çok büyük ölçekli harita ve planlar<br />
büyük ölçekli haritalar<br />
orta ölçekli haritalar<br />
küçük ölçekli haritalar<br />
çok küçük ölçekli haritalar<br />
M.E.
JEO498 26.02.2008<br />
M.E.
JEO498 26.02.2008<br />
M.E.
JEO498 26.02.2008<br />
M.E.
JEO498 26.02.2008<br />
Ercanoğlu (2005)<br />
Ercanoğlu (2005)<br />
M.E.
JEO498 26.02.2008<br />
Ercanoğlu vd. (2006)<br />
Ercanoğlu vd. (2006)<br />
JEODEZĐ, DATUM, KOORDĐNAT SĐSTEMĐ<br />
M.E.
JEO498 26.02.2008<br />
M.E.
JEO498 26.02.2008<br />
yüzeyler<br />
M.E.
JEO498 26.02.2008<br />
YERĐN ŞEKLĐ ?<br />
YIL a(m) b(m) BASIKLIK<br />
1830 6377276 6356075 300,8<br />
(Everest)<br />
1909 6378388 6356912 297,0<br />
(Hayford)<br />
1967 6378160 6356775 298,25<br />
(IUGG)<br />
Hayford (uluslararası elipsoit)<br />
Denizler, kara parçaları, yerkürenin altındaki diğer katmanlar<br />
Homojen dağılım göstermez<br />
Geometrik bir şekille ifade edilemez<br />
Dönel elipsoit : küçük eksen etrafında dönmesi<br />
(Yomralıoğlu, 2000)<br />
± h farkı : dönel elipsoit – geoid<br />
Basıklık : (a-b)/a<br />
M.E.
JEO498 26.02.2008<br />
M.E.
JEO498 26.02.2008<br />
M.E.
JEO498 26.02.2008<br />
KOORDĐNAT SĐSTEMLERĐ<br />
1) COĞRAFĐ KOORDĐNAT SĐSTEMĐ<br />
•Tüm dünyayı saran koordinat ağı Paralel/Meridyen<br />
•Ekvator K/G<br />
•Paralel 90+90 180<br />
•Meridyen 180+180 360<br />
•Enlem(φ) bir noktanın ekvatora olan uzaklığını yer<br />
merkezinden gören açı (meridyen düzlemi<br />
üzerinde)<br />
•Boylam(λ) bir noktadan geçen meridyen düzlemi ile<br />
başlangıç meridyeni arasında kalan açı<br />
•N, S, E, W mutlaka verilmeli<br />
(φ) , (λ) coğrafi koordinat dünyanın merkezi<br />
başlangıç noktası<br />
(Yomralıoğlu, 2000)<br />
M.E.
JEO498 26.02.2008<br />
M.E.
JEO498 26.02.2008<br />
M.E.
JEO498 26.02.2008<br />
Coğrafi Koordinat Sistemi (devam ediyor)<br />
•Derece ( o ) / dakika (‘) / saniye (“)<br />
•Enlem<br />
o<br />
1 ~111 km<br />
1” ~30 m<br />
o<br />
•Boylam 1 ~111 km<br />
N/S kutupta 0<br />
Örn: 1” boylam Ekvator ~30 m<br />
Washington DC ~24 m<br />
2) Kartezyen Koordinat Sistemi<br />
M.E.
JEO498 26.02.2008<br />
3) PROJEKSĐYON KOORDĐNAT SĐSTEMĐ<br />
M.E.
JEO498 26.02.2008<br />
HARĐTA PROJEKSĐYONLARI<br />
• Harita projeksiyonları yeryüzünün tamamının<br />
veya bir kesimin bir yüzeyde yansıtılması için<br />
kullanılır. Ancak, bu işlem sapma (distortion)<br />
olmadan gerçekleşmez.<br />
• Diğer bir deyişle, dünyanın şeklinden<br />
kaynaklanan eğriselliğin, söz konusu düzleme<br />
DOĞRUDAN geçirilmesi olanaksızdır.<br />
• Matematiksel ve geometrik ilişkilerle eğri bir<br />
yüzey üzerindeki bilgilerin bir düzleme(haritaya)<br />
geçirilmesine HARĐTA PROJEKSĐYONU adı verilir.<br />
• Dönel Elipsoit olarak kabul edilmekteyken → KÜRE<br />
(Yomralıoğlu, 2000)<br />
• Hiçbiri için, en iyi Harita Projeksiyondur denilemez.<br />
M.E.
JEO498 26.02.2008<br />
M.E.
JEO498 26.02.2008<br />
M.E.
JEO498 26.02.2008<br />
PROJEKSĐYON TÜRLERĐ<br />
•Normal Projeksiyon : Projeksiyon noktasının değme<br />
noktasındaki normali (projeksiyon yüzeyinin ekseni)<br />
orijinal yüzey ekseni ile çakışıyorsa<br />
•Transversal Projeksiyon : Yüzeyin değme<br />
noktasındaki normali yada yüzeyin ekseni 90 derece<br />
açı yapıyorsa<br />
•Eğik Projeksiyon : Orjinal yüzey ekseni ile herhangi<br />
bir açı yapıyorsa<br />
•Uzunluk, alan, şekil gibi parametrelerden biri TEMEL<br />
alınmalıdır<br />
DEĞĐŞĐM KAÇINILMAZ<br />
(Yomralıoğlu, 2000)<br />
PROJEKSĐYON TÜRLERĐNE ÖRNEKLER<br />
• Uzaklık<br />
sadece Ekvator<br />
MERCATOR<br />
• Alan, şekil distortion→ ekvatordan<br />
kutuplara doğru → farklılaşma<br />
• Silindirik<br />
ROBINSON<br />
• Uzaklık<br />
• Alan, şekil<br />
ekvator ve diğer<br />
enlemlerde sabit,<br />
ölçeği değişir<br />
daha iyi yansıtır.<br />
• Pseudosilindirik<br />
M.E.
JEO498 26.02.2008<br />
PROJEKSĐYON TÜRLERĐNE ÖRNEKLER<br />
ALBERS EQUAL AREA CONIC<br />
• USGS, 48 eyalet<br />
• Uzaklık<br />
• Alan<br />
seçilen 2 enlemde gerçektir.<br />
gerçek alanla orantılı<br />
• Konik<br />
UTM Koordinat Sistemi<br />
•Gauss – Krüger projeksiyonu<br />
temel alınarak geliştirilmiştir<br />
•2. dünya savaşından sonra<br />
dünya ülkeleri<br />
• Referans yüzeyi<br />
elipsoit<br />
•6 derecelik dilim genişliğinde<br />
o<br />
60 dilim (3 sağ; 3 sol)<br />
o<br />
M.E.
JEO498 26.02.2008<br />
M.E.
JEO498 26.02.2008<br />
UTM Koordinat Sistemi (devam ediyor)<br />
(Yomralıoğlu, 2000)<br />
UTM Koordinat Sistemi (devam ediyor)<br />
M.E.
JEO 498 04.03.2008<br />
3. COĞRAFĐ VERĐ ELEMANLARI<br />
VE<br />
KATMAN KAVRAMI<br />
SAYISAL VE SAYISAL OLMAYAN VERĐLER<br />
•Coğrafi Veri<br />
•Grafik Veri<br />
Sayısal (grafik veri)<br />
Sayısal olmayan (grafik olmayan veri) (sözel, tanımsal)<br />
Coğrafi varlığın konumu, büyüklüğü, şekli<br />
•Grafik Olmayan Veri<br />
Aynı coğrafi varlığın sahip olduğu yapısal özelllikler<br />
(Yomralıoğlu, 2000)<br />
M.E.
JEO 498 04.03.2008<br />
Sayısal Veriler<br />
• Belli bir koordinat sistemini referans kabul ederek koordinatlarla ifade edilirler.<br />
•x, y, z<br />
•O, λ<br />
kartezyen<br />
enlem,boylam<br />
• Nokta<br />
•Çizgi<br />
•Haritalar<br />
tek bir koordinat değeri<br />
koordinat dizisi<br />
koordinat bilgisine dayalı, coğrafi detayların<br />
ölçeklendirilmiş şekli GRAFĐK VERĐ<br />
Sayısal Olmayan Veriler<br />
• Coğrafi varlıkların öznitelik bilgileri<br />
• Şekilden bağımsız, alfa sayısal (alfa numeric), metinsel ifade<br />
Örn. 1) Uzayda bir noktanın koordinatlarıyla tanımlanmış olmasıyla; nokta adı,<br />
numarası, işlevi gibi özelliklerinin de tanımlanmış olması gerekir.<br />
2) Bir çizgi yol grafik veri<br />
yolun cinsi, yapım yılı, şerit sayısı, boyutları<br />
grafik olmayan veri<br />
M.E.
JEO 498 04.03.2008<br />
COĞRAFĐ VERĐ ELEMANLARI<br />
• Coğrafi veriler Sayısal Karmaşık Sınıflandırma<br />
• Coğrafi Veri Elemanları<br />
Üç temel unsur<br />
(Yomralıoğlu, 2000)<br />
VERĐ MODELLERĐ<br />
(Yomralıoğlu, 2000)<br />
M.E.
JEO 498 04.03.2008<br />
VEKTÖR VE RASTER MODELLER<br />
• Coğrafi <strong>Bilgi</strong> Sistemleri iki farklı<br />
coğrafi veriyle çalışırlar.<br />
• Vektör veri modeli<br />
• Raster (hücresel) veri modeli<br />
• Vektör modelde nokta, çizgi ve<br />
alanlar hakkındaki bilgiler x,y<br />
koordinatları olarak toplanır ve<br />
depolanır.<br />
Şeker (2003)<br />
VEKTÖR VE RASTER MODELLER<br />
• Sondaj çukuru gibi bir noktanın konumu, tek bir “x,y” koordinat çifti ile<br />
ifade edilebilir.<br />
• Yol, nehir gibi lineer özellikteki objeler noktalar kümesi olarak<br />
depolanabilir.<br />
• Satış bölgesi, nehir havzaları gibi çokgen özellikteki objeler ise nokta<br />
döngüleri şeklinde saklanabilir.<br />
• Ancak toprak cinsi veya hastanelere ulaşım maliyeti gibi süreklilik ifade<br />
eden durumlarda yeterince elverişli değildir. Raster model, bu gibi<br />
süreklilik ifade eden durumlar için geliştirilmiştir.<br />
• Raster bir görüntü, taranmış bir harita veya resim gibi grid hücreleri<br />
içerir. Vektör ve tarama modellerin her ikisinin de ayrı ayrı avantaj ve<br />
dezavantajları vardır. Modern CBS’ler her ikisini de idare edebilecek<br />
yapıdadırlar.<br />
Şeker (2003)<br />
M.E.
JEO 498 04.03.2008<br />
Vektörel Veri Modeli<br />
• Coğrafi veri harita görünümüne benzer şekilde ifade edilir. Ancak, konumlar<br />
sayısal formata dönüştürülmüştür.<br />
• Nokta, çizgi, poligon (alan)<br />
• Konum (x,y)<br />
• Elektrik direği (nokta) [(90,32)]<br />
yol (çizgi) [(35,5) ; (50,45) ; (45,89)]<br />
bina (alan) [(10,60) ; (40,60) ; (40,80) ; (10,80) ; (10,60)]<br />
(Yomralıoğlu, 2000)<br />
Vektörel Veri Modeli (devam ediyor)<br />
(Yomralıoğlu, 2000)<br />
M.E.
JEO 498 04.03.2008<br />
Hücresel (Raster) Veri Modeli<br />
•Coğrafi elemanların<br />
FOTOĞRAFI<br />
•Farklı renklere sahip birimler (hücreler)<br />
PĐKSEL, HÜCRE, GRĐD<br />
•Aynı boyut, farklı renk ve tonlar (farklı özellik)<br />
•Coğrafi varlık<br />
Farklı renk değerleri ve renk skalası<br />
•Haritada gösterilen coğrafi varlığın gerçeği yansıtma gücü (hassasiyet), harita<br />
ölçeğine veya görüntünün elde edilme kalitesine bağlıdır (çözünürlük).<br />
(Yomralıoğlu, 2000)<br />
Hücresel (Raster) Veri Modeli (devam ediyor)<br />
M.E.
JEO 498 04.03.2008<br />
Piksel-Çözünürlük-Renk Đlişkisi<br />
•Piksel boyutu<br />
•Piksel boyutu<br />
•Yüksek çözünürlük<br />
Çözünürlük<br />
Görüntü kalitesi , bellek<br />
Yüksek bellek<br />
•1 byte = 8 bit<br />
Görüntü türü<br />
Renk<br />
Siyah-beyaz (2 1 bit = 2 renk) 0-1<br />
Gri ve tonları (2 8 bit =256 renk) 0-255<br />
Renkli (2 16 bit=65536 renk) 0-65.536<br />
Renkli (2 24 bit=16777216 renk) 0-16.777.215<br />
Gerçek renk (2 32 bit=4294967296 renk) 0-4.294.967.295<br />
M.E.
JEO 498 04.03.2008<br />
Piksel-Çözünürlük-Renk Đlişkisi (devam ediyor)<br />
2 bit→ 2 2 = 4 renk 8 bit→ 2 8 = 256 renk<br />
Vektör~Raster<br />
•Vektörel verilerin sahip olduğu konumsal hassasiyeti,<br />
raster veri ile yakalamak zaman alıcı + bellek<br />
•Genel olarak :<br />
Raster<br />
Vektör<br />
Raster<br />
Vektör<br />
Süreklilik gösteren veri grupları<br />
Noktasal, konumsal veri grupları<br />
Analize yönelik<br />
Veri tabanına yönelik<br />
(Yomralıoğlu, 2000)<br />
M.E.
JEO 498 04.03.2008<br />
Vektörel Veri Yapısı<br />
•Coğrafi varlıklar farklı özellik Ayırt edilebilmesi<br />
Gerektiğinde verilere ulaşılabilmesi<br />
<strong>Bilgi</strong>sayar belleği<br />
Tanımlayıcı kod, ID<br />
Coğrafi varlığı tanımlayan koordinat serisiyle<br />
ilişkilendirilip, hangi coğrafi varlığın hangi<br />
koordinatlarla bulunduğuna işaret eder.<br />
(Yomralıoğlu, 2000)<br />
M.E.
JEO 498 04.03.2008<br />
Vektörel Veri Yapısı (devam ediyor)<br />
•Vektörel veriler bilgisayar ortamında saklanırken, veri hacmiyle orantılı olarak, bellek<br />
kullanımında da artış veya azalma söz konusudur. Bellek kullanımı, coğrafi varlığın<br />
çokluğu ve çeşitliliği ile de orantılıdır.<br />
•Örn. 1)Grafik çizimde, birbiriyle komşu iki arazinin ortak sınırı yapışık<br />
1 kez çizilir.<br />
•Örn. 2)Sayısal gösterimde, koordinatlarla tanımlama<br />
yapıldığından alansal koordinatlar ayrı ayrı<br />
verilmekte ve tekrarlanmak zorundadır.<br />
•Örn. 3)Çözüm<br />
Çizgi-düğüm(arc-node) veri yapısı<br />
(Yomralıoğlu, 2000)<br />
Vektörel Veri Yapısı (Çizgi-Düğüm)<br />
•Çizgi-düğüm yapısı<br />
Düğümler, çizgileri;<br />
Çizgiler de poligonları oluşturur.<br />
•Düğüm<br />
•Çizgi<br />
•Verteks<br />
Bir çizginin başlangıç ve bitişindeki uç noktalardır.<br />
Tek başına bir nokta da, düğüm olarak adlandırılabilir.<br />
Đki düğüm noktası<br />
arasındaki sürekli hat.<br />
Çizgiyi oluşturan her bir<br />
doğru parçasının kesim<br />
noktası olup, çizgiye<br />
şeklini verir.<br />
(Yomralıoğlu, 2000)<br />
M.E.
JEO 498 04.03.2008<br />
Raster Veri Yapısı<br />
(Bernhardsen, 1999)<br />
Raster Veri Yapısı (devam ediyor)<br />
(Demers, 2003)<br />
M.E.
JEO 498 04.03.2008<br />
Raster Veri Yapısı (devam ediyor)<br />
(Bernhardsen, 1999)<br />
Vektör-Raster Veri Dönüşümü<br />
(Bernhardsen,<br />
1999)<br />
M.E.
JEO 498 04.03.2008<br />
4. VERĐ TOPLAMA<br />
GENEL BAKIŞ<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Gerçek Dünya → Sayısal Ortam<br />
Veri Toplama<br />
Sayısallaştırma<br />
Tarama<br />
Hava Fotoğrafları<br />
Uzaktan Algılama<br />
Ölçme<br />
GPS<br />
M.E.
JEO 498 04.03.2008<br />
GĐRDĐ VERĐLERĐ (Input Data)<br />
<br />
CBS → Girdi Verisi<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
60-80 % proje maliyeti<br />
Zaman alıcı, zahmetli, bazen sıkıcı ☺, hataya açık<br />
Maliyeti düşürmek ve doğruluğu artırmak → ÖNEMLĐ<br />
Veri Yönetimi → ÖNEMLĐ → Sorun yaratabilir<br />
Güncelleme<br />
Konumsal bilgi → ÖNEMLĐ<br />
Öznitelik verisi → ÖNEMLĐ<br />
VERĐ KAYNAKLARI<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Gerçek dünya<br />
Sayısal<br />
Mevcut vektör ve/veya raster bilgiler<br />
Veri tabanları/Đstatistiksel bilgiler<br />
Uydu<br />
Yarı-sayısal<br />
Hava fotoğrafları, ölçme verileri, GPS<br />
Sayısal olmayan<br />
Haritalar, fotoğraflar, diyagramlar-grafikler<br />
Bilimsel raporlar<br />
M.E.
JEO 498 04.03.2008<br />
VERĐ TOPLAMA SINIFLAMASI<br />
<br />
Birincil ve Đkincil Veriler<br />
Birincil<br />
Raster<br />
Sayısal uzaktan algılama<br />
verileri<br />
Sayısal hava fotoğrafları<br />
Vektör<br />
GPS Ölçümleri<br />
Ölçme bilgisi<br />
Đkincil<br />
Taranmış harita ve/veya<br />
fotoğraflar<br />
Sayısal arazi modelleri<br />
(Digital Elevation<br />
Models, DEM)<br />
Topoğrafik haritalar<br />
Veri tabanları<br />
SAYISAL BĐLGĐYĐ OLUŞTURMA<br />
1. Mevcut haritaları sayısallaştırma<br />
2. Mevcut haritaları tarama<br />
3. Sayısal fotogrametrik harita üretimi<br />
4. Arazi ölçümlerinin veri girişi<br />
5. Mevcut sayısal bilgi transferi<br />
M.E.
JEO 498 04.03.2008<br />
HARĐTALARIN SAYISALLAŞTIRILMASI<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Harita tabanlı bilgi → MEVCUT<br />
Vektörel sunum<br />
Veri üretimi<br />
<br />
<br />
Sayısallaştırılacak özelliklerin<br />
belirlenmesi<br />
Organizasyon<br />
Sayısallaştırma<br />
<br />
<br />
<br />
Koordinat sistemi<br />
Kontrol noktaları<br />
Nokta, çizgi, poligon<br />
Dikkat Edilecek Hususlar<br />
<br />
<br />
Haritalar<br />
Eski, yıpranmış<br />
Hata olasılığı<br />
Güncellenememe<br />
Koordinat sistemi<br />
<br />
Doğruluk ve kesinlik<br />
<br />
Đnsan etkisi<br />
Deneyim<br />
Kişisel algılama<br />
M.E.
JEO 498 04.03.2008<br />
TARAMA<br />
<br />
Harita tabanlı bilgi → MEVCUT<br />
Geçmişe dayalı bilgi ⇒ diğer haritalar ile destek<br />
<br />
Otomatik sayısal veri üretimi<br />
<br />
Raster sunum<br />
<br />
Oluşturulurken:<br />
Yüksek kalite<br />
Temizlik<br />
Binary<br />
Grid ağı<br />
Dikkat Edilecek Hususlar<br />
<br />
<br />
Ölçek ve çözünürlük<br />
Vektörizasyon<br />
Raster-vektör dönüşümü<br />
Hata<br />
Özelliklerde değişim<br />
Formatta değişim<br />
Veri-kalite-amaç ???<br />
M.E.
JEO 498 04.03.2008<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
SAYISALLAŞTIRMA-TARAMA<br />
Sayısallaştırma (Üstünlük)<br />
Malzeme, ekipman ucuz<br />
Tecrübe ↡<br />
Yüksek kalitede harita gereksinimi ↡<br />
Sayısallaştırma (Sınırlama)<br />
Zahmetli<br />
Zaman alıcı<br />
Tarama (Üstünlük)<br />
Kolaylık<br />
Sayısal bilgi elde etme → KOLAY<br />
Tarama (Sınırlama)<br />
Raster veri dosyaları → Yüksek boyut, bellek<br />
Nitelik verisi doğrudan çizgi ve poligonla ilişkilendirilemez<br />
Veri kalitesinin yükseltilmesi zahmetli<br />
Altlık kalitesi ↑<br />
Malzeme, yazılım → Pahalı<br />
TECRÜBE<br />
HAVA FOTOĞRAFLARI<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Yeryüzeyinin üzerinden<br />
Balon, uçak, helikopter<br />
Düşey açı, her zaman mümkün değil<br />
Deneyim, yorumlama<br />
Yollar, göller, nehirler, binalar, ormanlar vb.<br />
Bitki örtüsü, jeolojik oluşumlar<br />
Nesnelerin şekilsel özellikleri<br />
Boyut, renk, yapı vb.<br />
Çözünürlük<br />
0.025 mm +<br />
Sapma olası<br />
Koordinatlandırma<br />
Geo-referencing<br />
M.E.
JEO 498 04.03.2008<br />
UZAKTAN ALGILAMA<br />
<br />
Güneş enerjisinin uydular yardımıyla nesneler üzerindeki etkileşimi<br />
(electromagnetic radiation)<br />
Pasif optik (yansıtılan güneş ışığı ve yayılan termal radyasyon)<br />
Mikrodalga (Radyo frekans spektrumunda enerji iletimi ve<br />
yansıması)<br />
<br />
Landsat (US)<br />
Yükseklik: 705 km (4-5,7)<br />
16 günlük periyot<br />
<br />
SPOT (French)<br />
Yükseklik: 832 km<br />
26 günlük periyot<br />
Đki sensör (Pankromatik ve Multispektral)<br />
Üç boyutlu görüntü yeteneği<br />
UZAKTAN ALGILAMA (devam ediyor)<br />
Katrina Kasırga’sı öncesi ve sonrası New Oerleans (USGS)<br />
M.E.
JEO 498 04.03.2008<br />
ÖLÇME (SURVEYING)<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Arazi verisi toplama<br />
Nesnelerin yatay ve düşey konumlarını belirlemeye yönelik<br />
Referans noktaları gerekir<br />
Koordinatlar bilgiyi tamamlamak ve güncellemekte kullanılır<br />
Ölçümler:<br />
Uzaklık<br />
Yönelim (Direction)<br />
Konumsal doğruluk<br />
±1-10 cm<br />
En az iki kişi<br />
Zaman alıcı<br />
Konumsal ölçümlere öznitelik bilgilerinin eklenmesi gerekir<br />
GPS<br />
Uydular aracılığıyla konumlandırma<br />
1973 → Askeri amaçlı (US)<br />
Konumları belli 21+3 uydu<br />
Yükseklik: ~20200 km, ~ dairesel yörünge<br />
Farklı koordinat sistemlerinde bilgi alımı<br />
Milimetre-metre duyarlılık → Maliyet ↑<br />
Kodlanmış uydu sinyalleri-GPS alıcısı<br />
4 veya daha fazla sayıda uydu → (x, y, z)<br />
M.E.
JEO 498 04.03.2008<br />
OPTĐMUM VERĐ<br />
HIZ<br />
KALĐTE<br />
FĐYAT<br />
M.E.
JEO 498 11.03.2008<br />
5. VERĐ KALĐTESĐ<br />
VE<br />
HATA KAVRAMLARI<br />
GENEL BAKIŞ<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Doğruluk ve kesinlik<br />
Konumsal doğruluk ve kesinlik<br />
Öznitelik doğruluğu ve kesinliği<br />
Mantıksal tutarlılık<br />
Bütünlük ve uygunluk<br />
Verinin yaşı<br />
Ulaşılabilirlik<br />
Hata kaynakları<br />
M.E.
JEO 498 11.03.2008<br />
DOĞRULUK VE KESĐNLĐK<br />
<br />
<br />
<br />
Doğruluk (accuracy): Bir harita veya sayısal veri tabanındaki bilginin<br />
gerçeğe ne derece yaklaştığının ölçüsüdür.<br />
<br />
Örn.: Atış poligonunda, hedefin orta noktasının ne derecede vurulduğunun ifadesi.<br />
Veri grubundaki hata ve veri kalitesi → ÖNEMLĐ<br />
↑ doğruluk → ↑ para<br />
100 ±1cm<br />
<br />
<br />
Kesinlik (precision): Benzer koşullar altında yapılan tekrarlı ölçümlerin<br />
birbirlerine olan yakınlığıdır.<br />
<br />
Örn.: Konumsal → virgülden sonra kaç hane geldiği<br />
Öznitelik → nesne hakkında ne derecede bilgi verildiği<br />
↑ kesinlik → ↑ para<br />
100.346<br />
DOĞRULUK VE KESĐNLĐK (devam ediyor)<br />
M.E.
JEO 498 11.03.2008<br />
VERĐ KALĐTESĐ<br />
Veri Kalitesi → Verinin doğruluğu ve kesinliği ile ilgili<br />
Hata → Doğru olmayışlık, kesin olmayışlık, yanlışlığın bir ifadesi<br />
HATAYI nasıl en aza İNDİREBİLİRİZ? → TECRÜBE (DENEYİM)<br />
Maliyet<br />
$<br />
Kalite<br />
KONUMSAL DOĞRULUK ve KESĐNLĐK<br />
<br />
<br />
Gerçeğe ne kadar yakın koordinat değeri<br />
<br />
<br />
Belirsizlik<br />
Çözünürlük<br />
Örn.: Harita → ÖLÇEK → 0.5 mm<br />
ÖLÇEK<br />
Gerçek Uzunluk<br />
1:1250 62.5 cm<br />
1:5000 2.5 m<br />
1:25.000 12.5 m<br />
1:100.000 50 m<br />
1:1.000.000 500 m<br />
<br />
<br />
<br />
Haritadan kaynaklanan hata → MEVCUT<br />
Zoom → ÇÖZÜM DEĞİL<br />
Ham veri kalitesi → ÖNEMLİ<br />
M.E.
JEO 498 11.03.2008<br />
ÖZNĐTELĐK DOĞRULUĞU VE KESĐNLĐĞĐ<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Detaylı bilgi → doğruluk ↑<br />
Veri detaylarının sıralanmasında yanlışlık → HATA<br />
Verilerin DOĞRU özniteliklerle ilişkilendirimesi → doğruluk ↑<br />
Veri kaynaklarında DETAY → kesinlik ↑<br />
Location may not change with time, but attributes often do<br />
MANTIKSAL TUTARLILIK<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Kullanıcı → Gerçek dünyaya ilişkin veriler → NE KADAR??? NASIL???<br />
Yanlış sınıflandırma → yanlış ve tutarsız sonuç<br />
<br />
Örn.: Deprem bölgesi olmayan bölge → depreme dayalı analiz → GEREKSĐZ DETAY<br />
Zaman ve maliyet ↑<br />
Kullanılabilir veri + karşılaştırma yapılabilir veri → ÖNEMLĐ<br />
Sorunun çözümüne yönelik en pratik, en hızlı ve en uygulanabilir işlemler<br />
% 100 temsil edici veri → YANLIŞ<br />
Güncelleme → ÖNEMLĐ<br />
M.E.
JEO 498 11.03.2008<br />
BÜTÜNLÜK VE UYGUNLUK<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Veri tabanı yeterli mi?<br />
Sorunun çözümüne yönelik veri?<br />
Ölçek?<br />
Đşleyiş, uygulama?<br />
Veri formatı?<br />
Maliyet?<br />
……<br />
……<br />
……<br />
VERĐNĐN YAŞI<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Veri → ÖNEMLĐ bir CBS elemanı<br />
Veri → Temsil edici ve kullanılabilir<br />
Yaşlı veri → Mevcut projede → ANLAMSIZ/GEÇERSĐZ<br />
Yaşlı veri → Şekil ve özellikler → DEĞĐŞMĐŞ<br />
Yaşlı veri → Güncel koşulu yansıtmayabilir<br />
…………<br />
…………<br />
SONUÇ: VERĐ KULLANIMINDA DOĞRU VE AKILCI SEÇĐM<br />
M.E.
JEO 498 11.03.2008<br />
ULAŞILABĐLĐRLĐK<br />
<br />
<br />
<br />
Veriye ulaşmak → Her zaman mümkün olmayabilir<br />
Güvenlik, yasalar, ekonomik nedenler, veri formatı vb. → KISITLAMALAR<br />
Veride duyarlılık ~ sınırlama → Örn.: GPS koordinatları<br />
HATA KAYNAKLARI<br />
1. Orjinal materyal<br />
• Ölçme ve veri kaynağı<br />
– Aletsel hatalar<br />
– Uydu sensörleri<br />
– Kamera<br />
– GPS<br />
• Doküman<br />
– Harita yapımı sırasında<br />
– Ölçek<br />
• Arazi, özellik değişimi<br />
– Nesnelerin özellikleri değişebilir<br />
– Yeni süreç, olay vb.<br />
M.E.
JEO 498 11.03.2008<br />
HATA KAYNAKLARI (devam ediyor)<br />
2. CBS’de veri girişinde<br />
• Konumlandırmada<br />
• Veri girişi<br />
– Ekipmanda<br />
– Kullanıcı<br />
• Depolamada<br />
• Veri işlemede<br />
• Sunumda<br />
3. Yöntemlerde<br />
• Örneklemede<br />
• Tasarımda<br />
ÖLÇÜM HATALARI<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Kişisel hatalar<br />
Sistematik<br />
Model ~ gerçek<br />
Yanlış projeksiyon<br />
Rasgele<br />
Ölçüm işleminde<br />
Đstatistiksel kavram<br />
Hata → DEĞERLENDİRİLEBİLİR + HESAPLANABİLİR<br />
M.E.
JEO 498 11.03.2008<br />
6. SAM (SAYISAL ARAZĐ MODELĐ)<br />
6.1. SAM (SAYISAL ARAZĐ MODELĐ) ?<br />
Yer yüzeyine ilişkin sayısal modellerin üretilmesi → SON DERECE ÖNEMLİ (farklı<br />
disiplinler)<br />
SAM → DTM (Digital Terrain Model)<br />
MIT (Massachusetts Institute of Technology)<br />
1950’lerin sonunda, iki Amerikalı mühendis<br />
SAM → Çok sayıda ve bilinen X, Y, Z değerlerinin, bir koordinat sistemi dahilinde, yerin<br />
yüzeyine ilişkin verilerle ifade edilip, istatistiksel olarak değerlendirilmesi ve<br />
sunulmasından oluşur (Miller ve LaFlamo, 1958).<br />
M.E.
JEO 498 11.03.2008<br />
6.2. ĐLGĐLĐ TANIMLAMALAR<br />
DEM: The word elevation emphasizes the measurement of height above a datum and<br />
the absolute altitude or elevation of the points in the model. DEM as a term is in<br />
widespread use in the US, generally refers to the creation of a regular array of<br />
elevations, normally squares or a hexagon pattern over the terrain.<br />
DHM: This is a less commonly used term with the same meaning as the DEM since<br />
the word elevation and height are normally regarded as synonymous. The term seems<br />
to have generated in Germany.<br />
DGM: This term seems to lay its emphasis on a digital model of the solid surface of<br />
the Earth. The term seems to have generated in UK.<br />
DTM: A more complex concept involving not only height and elevations but also<br />
other GIS features such as rivers and ridge lines. Moreover, DTM may also include<br />
derived data about the terrain such as slope, aspect, and visibility. In a narrow sense, a<br />
DTM represents terrain relief. In its general form, a DTM is considered by most people<br />
to include both planimetric and terrain relief data.<br />
M.E.
JEO 498 11.03.2008<br />
DTED: A term used by the US Defence Mapping Agency (DMA). It describes<br />
essentially data produced by the same process although it specifically uses grid-based<br />
data.<br />
.............<br />
Birçok tanım mevcut<br />
En çok kullanılan iki terminoloji → DEM ve DTM<br />
Çoğunlukla eş anlamlı kullanım<br />
DTM → sadece yerin yüzeyine ilişkin yükseklik özelliklerini ifade eder<br />
DEM → yerin yüzeyi ve üzerinde bulunan her yüksekliğe (örn.: binalar, ağaçlar vb.)<br />
ilişkin özellikleri ifade eder<br />
Topoğrafik haritaların sayısallaşrılması sonucunda → DTM<br />
Çoğunlukla uydu görüntülerindan yararlanarak ürelen modeller → DEM<br />
M.E.
JEO 498 11.03.2008<br />
6.3. SAM’nin ÖNEMĐ ve GEREKLĐLĐĞĐ<br />
A) İnşaat Mühendisliği<br />
Yol<br />
Demiryolu<br />
Barajlar<br />
Rezervuarlar<br />
Kanallar<br />
İyileştirme çalışmaları<br />
Madencilik uygulamaları<br />
B) Yer Bilimleri<br />
Yerkabuğuna ilişkin bilgi<br />
Arazi modelleme, analiz ve yorumlanması<br />
<strong>Jeoloji</strong>k ve hidrojeolojik modelleme<br />
Jeomorfolojik analiz<br />
Biyofiziksel modelleme ve analizi<br />
Genel jeolojiye ilişkin çalışmalar<br />
Drenaj özellikleri<br />
M.E.
JEO 498 11.03.2008<br />
B) Yer Bilimleri (devam ediyor)<br />
Çizgisellik<br />
Hidrojeolojik modelleme<br />
<strong>Jeoloji</strong>k haritalama<br />
Eğim, bakı, eğrisellik haritalamaları<br />
Kabartı, eğim profili oluşturulması<br />
C) Planlama ve Kaynak Yönetimi<br />
Doğal kaynakların yönetimi<br />
UA<br />
Tarım<br />
Toprak bilimleri<br />
Meteoroloji<br />
<br />
<br />
<br />
Klimatoloji<br />
Çevre ve kentsel<br />
planlama<br />
Ormancılık<br />
C) Planlama ve Kaynak Yönetimi (devam ediyor)<br />
Yer seçimi<br />
Görüntü sınıflaması<br />
Uydu görüntülerinin geometrik ve radyometrik düzeltmesi<br />
Erozyon<br />
Tarımsal ürün seçimi ve modellemesi<br />
Rüzgar hızı/yönü değerlendirmesi<br />
Atık depolama/değerlendirme<br />
M.E.
JEO 498 11.03.2008<br />
D) UA ve Haritalama<br />
<br />
<br />
<br />
CBS Kullanımı<br />
Görüntü düzeltme<br />
Tematik harita üretimi ve bilgi çıkarımı<br />
Coğrafi konumlandırma<br />
3D görüntüler<br />
Uydu görüntüleri, fotogrametrik çalışmalar ve radar uygulamaları<br />
E) Askeri Uygulamalar<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Hemen hemen her türlü askeri uygulama, güvenilir ve doğru arazi<br />
bilgisi gerektirir.<br />
Muharebe yönetimi<br />
Silah knumlandırma<br />
Uçuş simülasyonu<br />
6.4. SAM BĐLEŞENLERĐ<br />
Oluşturma aşamaları<br />
İşleme<br />
Yorumlama<br />
Gösterim<br />
Uygulama<br />
M.E.
JEO 498 11.03.2008<br />
6.4.1. SAM Oluşturulması<br />
Yapılacak herhangi bir uygulamanın temeli<br />
İki önemli aşama<br />
Arazi verisi toplama (orjinal arazi gözlem ve verilerine ilişkin ölçüm ve<br />
sayısallaştırma)<br />
Model oluşturma (veriler arasındaki ilişkiler temel alınarak, uygun model seçimi)<br />
Birçok yöntem mevcut<br />
İstenen doğruluk + maliyet → ÖNEMLİ<br />
DENGE<br />
Düşük çözünürlüğe sahip, ücretsiz (örn.: GTOPO_30)<br />
Küresel sayısal yükseklik modeli<br />
Orta çözünürlüklü ürünler (uydu verilerinden türetilen)<br />
Yüksek çözünürlüklü – yüksek doğruluktaki ürünler (LIDAR, fotogrametrik yöntemler<br />
vb. ile)<br />
M.E.
JEO 498 11.03.2008<br />
Konturlardan (eş yükseklik eğrilerinden) üretilen SAM → Son derece YAYGIN<br />
En önemli nedeni → Düşük maliyet, uzun süredir kullanılıyor olması<br />
Analog → Digital dönüşümü<br />
Elle<br />
Yarı otomatik<br />
Otomatik<br />
ÖNEMLİ → Coğrafi Konumlandırma (Georeferencing) ve Yükseklik Değerlerinin<br />
Girilmesi<br />
Fotogrametrik veri toplama<br />
Hava fotoğrafları<br />
Sayısal uydu görüntüleri<br />
Her iki yöntem, yüksek çözünürlüklü ve güvenilir topoğrafik veri üretiminde sıklıkla<br />
kullanılmaktadır.<br />
Yeni teknolojiler → RADAR + LAZER ALTİMETRE + SAR (Synthetic Aperture Radar)<br />
İnterferometri → Topoğrafik veri üremi<br />
Maliyet YÜKSEK<br />
M.E.
JEO 498 11.03.2008<br />
Araziden elde edilen ölçümler, yüksek doğruluk oranına sahip olup, amaç mümkün<br />
olan en fazla bilgiyi elde etmeye yönelik olmalıdır.<br />
Çok sayıdaki noktada yapılacak ölçümler ile mümkün olabilmekte<br />
Ancak, bu derecede yüksek bir doğruluğa ULAŞMAK → ZAMAN + PARA<br />
Arazide doğrudan yapılan ölçümler → Küçük Alanlar + Özel Amaçlı Projeler<br />
SAM’in temel yapısı→ Temsil edici ve güvenilir olmalı<br />
SAM → Görüntü veya matemaksel olarak ifade edilebilir<br />
En yaygın olarak kullanılanlar<br />
Grid veya yükseklik matris yapısı<br />
TIN (Triangulated Irregular Network) yapısı<br />
Her iki yapıda temel unsur → NOKTA<br />
Grid veya yükseklik matrisi, SAM oluşturulmasındaen çok kullanılan modeldir.<br />
Temel gerekçe → <strong>Bilgi</strong>sayarın veri saklama tekniğine benzer bir şekilde veri<br />
saklama<br />
Her bir nokta, satır ve sütunla ifade edilir<br />
M.E.
JEO 498 11.03.2008<br />
TIN→ Düzensiz olarak konumlanmış noktaların / gözlem noktalarının / referans<br />
noktalarının, üçgenler oluşturularak; X,Y koordinatlarına sahip “Z” değerlerinin elde<br />
edilmesine dayanmaktadır.<br />
En önemli ÜSTÜNLÜK → Karmaşık topoğrafyalara ilişkin daha gerçekçi bilgi sunabilme<br />
yeteneğidir.<br />
6.4.2. SAM’de Veri Đşleme<br />
Veri işleme süreçleri<br />
Değiştirme / Dönüştürme<br />
Kalibrasyon<br />
Yenileme / Güncelleme<br />
Diğer bir deyişle, veriyi alma, güncelleme, filtreleme, birleştirme gibi işlemlerle<br />
SAM’nin ürelmesi ile farklı veri yapılarının birbirine dönüştürülmesi (Grid → TIN; TIN<br />
→ Grid)<br />
Ayrıca, hata giderme / azaltma, görüntü kalitesinin artırılması (smoothing,<br />
enhancement vb.) gibi işlemleri de içerir.<br />
M.E.
JEO 498 11.03.2008<br />
6.4.3. SAM’nin Yorumlanması<br />
SAM’nin kalitesi<br />
İçerdiği / sunduğu bilgi<br />
Arazi özelliklerinin ne derecede doğru tanımlanabildiğine bağlıdır.<br />
CBS uygulamaları için temel / altlık oluşturur.<br />
Jeomorfolojik sayısal analizlere olanak sağlar<br />
Genel → yamaç eğim, yamaç şekli vb.<br />
Özel → yüzeysel hidrolojik özellikler<br />
6.4.4. SAM Gösterimi<br />
SAM’nin görsel olarak sunumu ve bilgi içeriği<br />
Kullanıcılar arası ortak iletişim<br />
Görsel yorumlama → KARAR VERME<br />
Konturlar<br />
Kabartı<br />
3D<br />
Animasyon<br />
M.E.
JEO 498 11.03.2008<br />
6.4.5. SAM Uygulamaları<br />
Mevcut teknoloji / veri / yazılım / donanım vb. ile etkin ve yeterli çözüm üretmek<br />
Birbirinden çok farklı amaçlara yönelik → farklı disiplin uygulamaları<br />
Çoğu kez → İNTERDİSİPLİNER<br />
Tüm uygulamalar → COĞRAFİ VERİ<br />
YÜKSEKLİK DEĞERİ<br />
SAM<br />
6.5. SAM’DE VERĐ MODELLERĐ<br />
Yeryüzüne ilişkin veri toplama süreci boyunca, sonsuz sayıda ve düzensiz olarak<br />
dizilmiş veri mevcut<br />
Anlaşılabilir, güvenilebilir ve kullanılabilir bir SAM oluşturmak için, veri elemanları<br />
arasındaki gerekli topolojik ilişkileri ve yüzeyi en iyi yansıtacak ara değerleme<br />
(interpolation) modelinin kullanılması gerekli<br />
Bununla birlikte, yer yüzeyi gibi yüzeyler, sonsuz sayıda noktadan oluşmakta ve her bir<br />
noktayı saklamak ve / veya değerlendirmek → OLANAKSIZ<br />
TEMSİL EDİCİ VERİ KULLANIMI<br />
M.E.
JEO 498 11.03.2008<br />
SAM<br />
Araştırılan ve / veya çalışılan yüzeyi en iyi şekilde temsil etmeli<br />
İkincil veri üretimleri için yeterli olmalı<br />
Veri boyutu ve veri saklama açısından sorun yaratmamalı<br />
Analizler için uygun yapıda olmalı<br />
Sayısal formatta SAM üretilmesinde, genelde üç farklı yöntem kullanılmaktadır:<br />
Kontur<br />
Grid<br />
TIN<br />
6.5.1. Kontur<br />
Araziye ilişkin bilgilerin sunulmasında / değerlendirilmesinde en çok kullanılan kontur<br />
veya eş yükseklik (isolines) eğrileridir.<br />
Farklı ölçeklerde, dünya üzerindeki hemen hemen her bölgenin kontur haritaları<br />
mevcuttur.<br />
Kontur haritalarının doğruluğu, ilksel veya üretimi yapılan veri türünün, ne şekilde<br />
türetildiğine bağlıdır.<br />
Hava fotoğraflarından stereoplotter ile toplanan ve üretilen kontur haritalarının<br />
doğruluğu son derece yüksektir.<br />
Noktasal verilerden itibaren ara değerleme ile oluşturulabilir.<br />
M.E.
JEO 498 11.03.2008<br />
6.5.2. Grid<br />
Veri noktaları arasındaki topolojik ilişkiler ile ifade edilebilen bir matris yapısı olarak<br />
tanımlanabilir (ElSheimy vd., 2005).<br />
Veri yapısı, bilgisayarlardaki veri saklama yapısına benzemekte olup, veri kullanımı ve<br />
yönetimi son derece kolaydır.<br />
Bununla birlikte, karmaşık yüzeylere ilişkin gridleme işlemi için, son derece fazla<br />
noktaya gereksinim duyulmaktadır.<br />
Eşit aralıklı örnekleme noktalarının, ortak bir orijine sahip ve X-Y olarak ifade edildiği,<br />
bir referans düzleminde sunulmasını temel alır.<br />
M.E.
JEO 498 11.03.2008<br />
Yüzeyi tanımlayan bir dizilimin doğruluğu, örnekleme noktalarının arasındaki uzaklığa<br />
bağlıdır.<br />
Uzaklık fazla → Yüzeye ilişkin önemli yapılar GÖSTERİLEMEZ<br />
Uzaklık az → Gereğinden fazla veri<br />
M.E.
JEO 498 11.03.2008<br />
Grid Veri Yapısının:<br />
ÜSTÜNLÜKLERİ<br />
1. SAM’ni doğrudan ifade eder.<br />
2. Arazinin genel yönelimi<br />
hakkında fikir verir.<br />
3. Veri saklama ve işleme<br />
kolaydır.<br />
4. Raster veri tabanlarıyla<br />
birleştirmek kolaydır.<br />
5. Arazi özelliklerinin “doğal”<br />
görünümüne yakın gösterim<br />
yeteneği vardır.<br />
SINIRLAMALARI<br />
1. Yetersiz / Fazla örnekleme<br />
noktası (her zaman mevcut)<br />
2. En yüksek / En düşük arazi<br />
noktası, nadiren örnekleme<br />
grid noktaları içinde bulunur.<br />
3. Karmaşık yüzeylerin ifadesinde<br />
yetersiz kalabilir.<br />
6.5.3. TIN<br />
1970’lerin sonları (Peucker v.d., 1978)<br />
Farklı, dağınık, düzensiz noktalardan → Yüzeysel bilgi elde edilmesi<br />
CBS yazılımlarının hemen hemen hepsinde mevcut<br />
Daha çok nokta → Karmaşık yüzey<br />
Daha az nokta → Yumuşak yüzey<br />
Noktalar arası ÜÇGENLER → Yüzeyi ifade etmede / oluşturmada kullanılmaktadır.<br />
M.E.
JEO 498 11.03.2008<br />
TIN Veri Yapısının:<br />
ÜSTÜNLÜKLERİ<br />
1. Yüzeyi farklı çözünürlüklerde<br />
tanımlayabilme<br />
2. Veri saklamada etkinlik<br />
3. En yüksek / En düşük<br />
noktaların ifade edilmesi<br />
4. Arazinin genel yönelimi<br />
hakkında fikir vermesi<br />
SINIRLAMALARI<br />
1. Görsel yanılgılara açık<br />
2. Kontrol → Elle<br />
M.E.
JEO 498 11.03.2008<br />
6.6. SAM OLUŞTURULMASI<br />
Genel olarak SAM,<br />
Yer ölçümleri<br />
Fotogrametrik yöntemler<br />
Topoğrafik veriler (kontur verileri) ile oluşturulur.<br />
Talep artışı → Yüksek doğrulukta yer yüzeyi bilgisi → YENİ TEKNOLOJİLER<br />
Son 20 yılda → UA ürünleri ile ürem ↑ → Maliyet ↓<br />
En yaygın olarak kullanılan → Kartografik veri, opk, lazer ve mikrodalga (MD) UA<br />
ürünleri<br />
6.6.1. Kartografik Veri Kaynakları<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Sayısallaştırma (manual digitization)<br />
Yarı otomatik kontur izleme (semi-automated line following)<br />
Otomatik görüntü tarama ve vektörleştirme (automatic raster scanning and<br />
vectorization)<br />
Kağıda basılı bir kartografik veriyi (haritayı) sayısal hale dönüştürmek için:<br />
a) Tarama<br />
b) Düzeltme<br />
c) Sayısal değere dönüştürme işlemleri yapılmaktadır.<br />
M.E.
JEO 498 11.03.2008<br />
6.6.2. Ara Değerleme<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Resampling / Interpolation<br />
Yüzeye ilişkin elde edilen verilerin yeniden yapılandırılması<br />
Noktalara ilişkin “değer” tahmini<br />
Dış değerleme (extrapolation) → ZIT<br />
<br />
Özellikle SAM’ne ilişkin uygulamalarda<br />
<strong>Jeoloji</strong><br />
<br />
İnşaat<br />
Planlama<br />
<br />
Kaynak değerlendirme / Yönetimi<br />
Ölçme<br />
Fotogrametri<br />
Çevre<br />
Askeri<br />
“EN İYİ” ara değerleme algoritması → SÖZ<br />
EDEMEYİZ<br />
SAM’nin kalitesi ve doğruluğu, orjinal veri<br />
dağılımı ve doğruluğu ile bunların yeterli<br />
derecede olup olmamasına bağlıdır.<br />
M.E.
JEO 498 11.03.2008<br />
6.6.3. Kriging<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Birçok yöntem mevcut. Ancak bunlarda, yapılan ara değerlemenin kalitesine<br />
yönelik değerlendirme → EKSİK<br />
Kriging<br />
<br />
<br />
Hata hakkında bilgi<br />
Örneklem hakkında bilgi<br />
Referans noktalarından itibaren ağırlıklı ortalama değerlerinin hesaplanıp, “z”<br />
değerlerinin belirlenmesi<br />
Kullanım → Diğer yöntemlere göre daha fazla<br />
6.6.4. Temel Uygulamalar<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Kabartı<br />
Eğim<br />
Bakı<br />
Eğrisellik<br />
Amaca yönelik UYGULAMALAR<br />
M.E.
UZAKTAN ALGILAMA<br />
Doç. Dr. Murat Ercanoğlu<br />
GĐRĐŞ<br />
1
UA ??<br />
<br />
<br />
Uzaktan Algılama (UA) → Teknolojik olarak 19. yüzyıl başı → FOTOĞRAF<br />
Coğrafi <strong>Bilgi</strong> Sistemi (CBS) ~ UA → Birbirini tamamlayan iki önemli<br />
TEKNĐK+ARAÇ<br />
CBS+UA → • Birbirinden çok farklı disiplinlerde kullanım alanı<br />
• CBS’nin önemli bir veri kaynağı → UA<br />
• JEOLOJĐ’de son derece yaygın<br />
<br />
Hava fotoğrafları, arazi çalışmaları ve mevcut haritalar → ÇOK FARKLI<br />
VERĐ KAYNAKLARI<br />
UA ??<br />
<br />
Uydu Görüntüleri → • Hızlı → En geç 1 hafta<br />
• Ucuz<br />
• SAYISAL<br />
• Global → Sınırlardan ve sınırlamalardan bağımsız<br />
• Güncelleme<br />
• Ayrıntılı<br />
Uydu görüntüleri ile çalışmak → • Geniş alanlar → DETAYLI ĐNCELEME<br />
• Kaçınılmaz bir veri kaynağı<br />
EKONOMĐ + ZAMAN<br />
• Ön çalışmalar → Arazi çalışmaları ile<br />
koordinasyon<br />
2
UA ??<br />
<br />
<br />
UA → Geniş anlamıyla, bir nesne, alan veya olguya ilişkin TEMAS OLMADAN<br />
alınan bilgi, veri, vb. (EM, ses vb.)<br />
GÖZ → • UA’ya ÇOK ĐYĐ BĐR ÖRNEK<br />
• Güneş veya bir ışık kaynağından yayılan görünür ışık enerjisinin<br />
yansıması<br />
• Termometre → TEMAS halinde → UA tekniği olamaz<br />
<br />
<br />
UA → Dünya üzerindeki nesneler ile elektromanyetik<br />
enerji arasındaki ilişki UA’nın temel konusudur.<br />
Remote sensing (RS) is the science (and to some<br />
extent, art) of acquiring information about the Earth's<br />
surface without actually being in contact with it. This<br />
is done by sensing and recording reflected or emitted<br />
energy and processing, analyzing, and applying that<br />
information (NRC, 2000).<br />
UA ??<br />
<br />
UA → Bir nesneye fiziksel olarak temas etmeden, o nesneye ilişkin bilgi<br />
edinilmesi UA olarak tanımlanabilir.<br />
Belirli bir uzaklığa yerleştirilmiş bir cihaz<br />
ile bilgi toplanması<br />
Elde edilen bilginin<br />
yorumlanması<br />
<br />
<br />
<br />
UA → Alıcı → Algılanan nesne<br />
Birkaç km ~ yüzlerce km<br />
EM dalgalar ile alıcılar yardımıyla veri elde edilmesi<br />
3
HAVA FOTOĞRAFLARI<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Havadan Tarama (multispektral algılayıcılar + Uçak) → MALĐYET ↑<br />
Film → Işığa duyarlı kimyasallar içeren bir tabaka<br />
Siyah-beyaz<br />
Renkli → Normal veya Yalancı renk (pseudo color)<br />
RGB (Red, Green, Blue) dalga boylarının farklı film tabakalarında<br />
kullanımı<br />
Renkli Infrared film → Đnsan gözü kızıl ötesini algılayamaz<br />
Daha yüksek dalga boyuna dönüştürme<br />
Mavi → Siyah<br />
<br />
<br />
<br />
Yeşil → Mavi<br />
Kırmızı → Yeşil<br />
IR → Kırmızı<br />
Siyah-Beyaz<br />
Normal<br />
Normal Renkli<br />
Yapay IR<br />
4
Tek kanal (bant)<br />
Çoklu kanal (bant)<br />
VERĐ TÜRLERĐ<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Uydu teknikleri ile elde edilen veri → DEĞĐŞĐK YAPILARDA OLABĐLĐR<br />
Gravite veya manyetik alan gibi kuvvet dağılımları<br />
Ses dalgaları gibi akustik yayılımlar (Derinlik~Ses dalgası~Batimetri)<br />
Đnsan görme sisteminin KISMEN algılayabildiği EM (Elektromanyetik) enerji<br />
yayılımları<br />
EM ışınımların fotoğraf filmi veya sayısal ortamda GÖRÜNTÜ olarak<br />
kaydedildiği UYDU GÖRÜNTÜLERĐ → YERBĐLĐMCĐLER için çok nemli bir<br />
VERĐ KAYNAĞI<br />
5
UA BĐLEŞENLERĐ<br />
<br />
<br />
Çoğu UA uygulaması → Işınım ~ hedef arasındaki etkileşimi içeren süreçler<br />
7 ana bileşen → Görüntü (imaging) veya görüntüsüz (non-imaging)<br />
1. Enerji Kaynağı (A) → Hedefi<br />
aydınlatacak veya EM enerji<br />
sağlayacak enerji kaynağı →<br />
GÜNEŞ<br />
2. Işınım ve Atmosfer (B) → EM<br />
enerji kaynaktan hedefe doğru<br />
hareket ederken, atmosferle<br />
etkileşim içine girecektir. Bu<br />
etkileşim, hedeften kaynağa<br />
dönerken de ikinci kez<br />
gerçekleşebilir.<br />
UA BĐLEŞENLERĐ<br />
3. Hedefle Etkileşim (C) → Atmosferi<br />
geçen enerji, ışınım ve hedefin her<br />
ikisinin de özelliklerine bağlı olarak,<br />
hedefle etkileşim içindedir.<br />
4. Alıcı~Kayıt (D) → Hedef tarafından<br />
soğurulan, iletilen veya yansıtılan<br />
enerji, bir alıcı tarafından kaydedilir.<br />
5. Veri iletimi, alımı ve işlenmesi (E) →<br />
Alıcı tarafından kaydedilen veri iletilir<br />
ve sayısal formatta görüntü olarak<br />
kaydedilir.<br />
6
UA BĐLEŞENLERĐ<br />
6. Yorumlama ve Analiz (F) → Hedefe<br />
ilişkin işlenmiş veri yorumlanır ve<br />
analiz edilir (görsel + bilgisayar)<br />
7. Uygulama (G) → Hedeften alınan<br />
bilgiler doğrultusunda, var olan<br />
ve/veya olabilecek bir soruna çözüm<br />
üretmeye yönelik uygulama yapılır.<br />
ENERJĐ KAYNAĞI (GÜNEŞ-DÜNYA)<br />
<br />
GÜNEŞ<br />
8 ışık dakikası (~150 milyon km)→ 8 dakika önceki hali<br />
r= 700000 km<br />
T= 15 milyon K çekirdek sıcaklığı<br />
Manyetik alana sahip, çekirdeğinde enerji üretir<br />
Enerjinin de 1 / 2.2x10 9 ’u yeryüzünde soğurulur<br />
<br />
DÜNYA<br />
~ 4.5 milyar yaşında<br />
Güneş etrafında dolanma hızı 30 km/sn<br />
Ekvator uzunluğu ~ 40000 km<br />
R= 12750 km<br />
7
EM ENERJĐ<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
EM enerji terimi, kablosuz iletişim dalgaları, radyo dalgaları, mikrodalgalar,<br />
ısıl veya yansımalı kızıl ötesi ışınlar, görünür ışık, mor ötesi ışınlar, X ışınları,<br />
gama ışınları gibi dalgasal yayılım gösteren her türlü ışınım (radiation)<br />
türünü kapsar.<br />
Herhangi bir büyüklükteki dalga boyu (λ) ve frekansı (f) ile tanımlanabilen<br />
ve bir kaynaktan yayılan enerji şekli Elektromanyetik Işınım<br />
(Electromagnetic Radiation) olarak tanımlanır.<br />
EM ışınım → Elektrik Alan (E) ve Manyetik Alan (M)<br />
E → Işınımın hareket yönüne dik<br />
M → E ile dik yönde<br />
Her ikisi de ışık hızında hareket ederler<br />
λ ve f → ÖNEMLĐ<br />
<br />
Birbirini izleyen iki dalganın tepe noktaları arası uzunluk → DALGA BOYU<br />
NANOMETRE (nm, 10 -9 m)<br />
MĐKROMETRE (µm, 10 -6 m)<br />
<br />
<br />
CM-KM<br />
Birim zamanda belirli bir noktadan geçen dalga sayısı → FREKANS (hertz)<br />
c = λf<br />
c= ışık hızı (3x10 8 m)<br />
<br />
<br />
Kısa dalga boyu, yüksek frekans<br />
Uzun dalga boyu, düşük frekans<br />
<br />
UA'da elde edilecek bilginin yorumlanabilmesinde → ÇOK ÖNEMLĐ<br />
8
c=λxf<br />
E=hxf<br />
E: Kuantum enerjisi (J)<br />
h: Planck sabiti (6.6x10 -34 sn)<br />
E=(hxc)/λ → EM enerji → Güneş<br />
Uzun dalga boyu, düşük enerji; kısa dalga boyu, yüksek enerji<br />
EM enerji bir cisme çarptığında<br />
Yansıtılabilir<br />
Geçirilebilir<br />
Soğurulabilir<br />
Yayılabilir<br />
Saçılabilir<br />
<br />
Yeryüzündeki cisimlerin yansıma özellikleri, gelen enerjinin YANSIYAN bölümü<br />
ölçülerek belirlenebilir. Bu ölçüm işlemi, dalga boyunun bir fonksiyonu olarak<br />
gerçekleştirilebilir ve Rλ (spektral yansıma) adını alır.<br />
Rλ=(E R (λ)/E I (λ)) x 100<br />
<br />
Rλ = (cisimden yansıyan λ dalga boyundaki enerji)/(cisme gelen λ dalga<br />
boyundaki enerji) x 100<br />
9
ELEKTROMANYETĐK SPEKTRUM<br />
<br />
<br />
Gama Işınları<br />
λ
UV (mor ötesi) Işınlar<br />
3
Kızıl ötesi (Infrared, IR)<br />
~ 0.7-1000 µm → Yaklaşık 100 kat daha geniş → görünür<br />
aralıkdan<br />
Đki temel bölge<br />
Yakın kızıl ötesi (yansıma özelliği)<br />
0.7-3 µm<br />
Görünür bant ile hemen hemen aynı amaçlara yönelik<br />
Termal kızıl ötesi (yayma özelliği)<br />
Yeryüzünde ısı şeklinde yayılan ve algılanan kesim<br />
<br />
<br />
Mikrodalga<br />
1 mm- 1 m<br />
UA’da kullanılan en yüksek dalga boyu<br />
Radyo dalgaları<br />
Kısa-orta-uzun gibi alt gruplar<br />
TV radyo yayınları<br />
12
(Köse, 2000)<br />
ATMOSFER ĐLE ETKĐLEŞĐM<br />
<br />
<br />
<br />
% 78 N; % 21 O 2 ; % 1 Diğer (su buharı, CO 2 , metan,<br />
kloroflorokarbon, ozon → Greenhouse gases)<br />
Ozon → UV ışınlarını soğurur → YAŞAM için çok önemli<br />
Kozmik, gama ve UV ışınlarının bir kısmı ATMOSFERDE soğurulur.<br />
13
(Sabins, 1987)<br />
<br />
<br />
Troposfer → ~ 11 km yükseklik, sıcaklık düşer, yeri etkileyen hava<br />
süreçlerinin çoğu bu bölgede gerçekleşir.<br />
Stratosfer → Troposferden sonraki ~ 50 km, sıcaklık artmaya başlar,<br />
OZON tabakası stratosferin üst kesimlerinde bulunur.<br />
Mezosfer → Hava sıcaklığının en düşük olduğu kesim (~ 85 km, -100<br />
0<br />
C)<br />
<br />
Termosfer → Sıcaklığın en yüksek olduğu kesim<br />
14
A: Soğrulma<br />
B: Saçınma<br />
C: Đletilme<br />
<br />
<br />
Güneş ışığı, yeryüzüne ulaşmadan önceki yolculuğunda atmosferle<br />
etkileşim içindedir.<br />
Partiküller + gazlar → saçınım, soğrulma mekanizmaları<br />
Saçınım (Scattering)<br />
Atmosferdeki partikül + gazlar → EM ışınımın orijinal<br />
yolundan sapmasına neden olabilir<br />
Sapmanın miktarı → Işınımın dalga boyu, partikül veya gaz<br />
oranı ve boyutu ve ışınımın atmosfedeki hareket uzunluğuna<br />
bağlıdır.<br />
3 tür saçınım<br />
Rayleigh<br />
Mie<br />
Seçici olmayan (non-selective)<br />
15
Rayleigh saçınımı<br />
Işınımın dalga boyu ile karşılaştırıldığında, atmosferdeki partiküller<br />
(toz halindeki N ve O) çok küçük<br />
Küçük dalga boyu daha çok etkilenir<br />
Üst atmosferde daha baskın<br />
Gökyüzü mavi → Rayleigh saçınımı → Işık atmosferden geçerken<br />
görünür aralığın daha kısa dalga boyları (örn.: mavi) uzun dalga<br />
boylarına göre daha çok saçınıma uğrar<br />
Gündoğumu ve günbatımında güneş ışınları daha çok hareket<br />
ederler. Kısa dalganın saçınımı daha çok olur ve bu da daha uzun<br />
dalga boylarının atmosfere girmesine yol açar.<br />
<br />
Mie saçınımı<br />
Partikül-enerji dalga boyu hemen hemen aynı<br />
Rayleigh saçınımına göre daha uzun dalga boyunda etkin<br />
Atmosferin daha alt kesiminde (daha büyük partiküller, örn.: su<br />
buharı)<br />
Hava bulutlu iken daha etkin<br />
16
Seçici olmayan saçınım<br />
Enerji dalga boyu > partikül boyutu<br />
Su zerreleri, toz vb.<br />
Seçici olmayan → Tüm dalga boyları eşit miktarda saçınır<br />
Sis ve bulutların beyaz görünmesi<br />
RGB → Eşit miktarda saçınır<br />
<br />
Soğurma<br />
Saçınımın tersine, partiküller farklı dalga boylarında enerjiyi farklı<br />
absorbe eder.<br />
Ozon, CO 2 ve su buharı→ Ana nedenler<br />
17
HEDEFLE ETKĐLEŞĐM<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Soğurulmayan veya saçınmayan EM enerji → Yeryüzeyine gelir<br />
Ulaşan enerji → Soğurulur (A), Geçer (T), Yansır (R)<br />
UA → Yansıma ile daha çok ilgilenir<br />
Yansıma<br />
Geldiği gibi, tek yönde yansıma (mirror like)→ yumuşak yüzey,<br />
pürüzsüz<br />
Dağılarak→Çok yönde yansıma, pürüzlü yüzey<br />
Gelen ışınımın dalga boyu~yüzeyin pürüzlülüğü ilişkisi<br />
Gelen dalga boyu yüzeyi oluşturan partiküllerden çok küçükse çok<br />
yönlü yansıma<br />
Örn.: Đnce taneli kum → Mikrodalgada pürüzsüz, görünür<br />
dalgaboyunda pürüzlü<br />
18
Yapraklar<br />
Klorofil → Kırmızı ve mavi dalga boyunu absorbe eder, yeşili<br />
yansıtır<br />
Sağlıklı (yeşil) yapraklar→ yakın kızıl ötesi, dağılarak yansıma<br />
Su → Görünür ve yakın kızıl ötesi ışınımın uzun dalga boyları, su<br />
tarafından daha çok absorbe edilir. Bu nedenle:<br />
Su → Mavi<br />
Kırmızı ve yakın kızıl ötesinde koyu renkli<br />
Asılı halde sediman → daha iyi yansıma ~ temiz su ile karışıklık<br />
Yeşil görünen su → Algler → Klorofil →Yeşil rengi yansıtır<br />
19
AKTĐF-PASĐF ALGILAMA<br />
<br />
<br />
<br />
Pankromatik + Multispektral Görüntü → Elektro-optik algılayıcı<br />
Güneşten gelen ve dünya üzerinde yansıyan, soğurulan veya saçılan enerjiyi<br />
ölçer<br />
PASĐF → Kendi enerji kaynağı yok, atmosferik/meteorolojik koşullardan<br />
etkilenir<br />
<br />
<br />
AKTĐF → EM spektrumun mikrodalga kesiminde yer alıp, radar sinyalleri<br />
gönderir, geri gelen sinyal özelliklerine göre veri üretimi yapar.<br />
Sis, bulut, gece-gündüz koşullarından etkilenmez<br />
<br />
<br />
UA cihazları → çoğunlukla EM enerji, son yıllarda aktif → çok yaygın<br />
EM spektrum çok geniş ve UA amaçları için tüm dalga boyları etkin değil<br />
a) Pasif sistem<br />
b) Aktif sistem<br />
(Köse, 2000)<br />
20
UYDU GÖRÜNTÜSÜNÜN ELDE EDĐLMESĐ<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Çalışma prensibi → Dijital kameralara benzer → Film yok<br />
Alıcı (sensor), algılayıcı (detector)<br />
Yeryüzü ve üzerindeki objelerden yansıyan EM enerjinin miktarı ölçülür<br />
Spektral (bantsal) ölçümler<br />
Spektral yansıma → Sayısal olarak kayıt<br />
GÖRÜNTÜ<br />
<br />
<br />
Alıcı → Görüntü üretebilen (imaging)<br />
Alıcı → Görüntü üretemeyen (non-imaging)<br />
Görünür (visible)<br />
Yakın kızıl ötesi (near infrared)<br />
Kısa dalga kızıl ötesi (short wave infrared)<br />
Termal kızıl ötesi (thermal infrared)<br />
Mikrodalga radar<br />
<br />
Yansıma değerleri → GÖRÜNTÜ<br />
1. Konumsal, uzaysal (spatial) içerik → Şekil, büyüklük, renk, genel<br />
görünüm vb.<br />
2. Spektral içerik → Mineral içeriği, toprak nemi, bitki örtüsü, bitki türü<br />
vb.<br />
21
GÖRÜNTÜ TÜRLERĐ<br />
Pankromatik Görüntü<br />
<br />
<br />
<br />
EM spektrumun geniş bir bölümünden yansıyan enerjiyi ölçebilen<br />
algılayıcılar tarafından, genellikle tek bant üzerinde<br />
Genelde görünür ve yakın kızıl ötesi<br />
Siyah beyaz görüntü<br />
Multispektral Görüntü<br />
<br />
<br />
Birden fazla bantta eş zamanlı ölçüm<br />
Çok bantlı<br />
3-7; 14<br />
Hiperspektral Görüntü<br />
Birçok küçük bant aralığı (~ 100)<br />
<br />
<br />
Dalga boyları multispektrale yakın, daha çok detay, sınıflamada çok yararlı<br />
Çevresel ve doğal koşulların değişebilirliği → SINIRLAYICI<br />
NASIL KULLANALIM ?<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Klorofil → Kırmızı ve mavi dalga boyunu çok iyi absorbe eder<br />
Orta IR→ <strong>Jeoloji</strong>k çalışmalarda iyi sonuç<br />
Termal → Toprak nemi, hayvan türlerinin izlenmesi<br />
Mikrodalga → Yerkabuğunun dokusu, gece-gündüz, atmosferik koşullar<br />
etkilenmez<br />
Gündüz → Kayaçlar ısınır, nemli bölge daha soğuk<br />
Gece → Kayaçlar daha soğuk, nemli bölge daha sıcak<br />
.<br />
.<br />
.<br />
22
Farklı dalga boylarındaki farklı yansıma değerleri → YERYÜZÜ özellikleri<br />
hakkında BĐLGĐ<br />
Görünür mavi → Sığ suların haritalanması, toprak/bitki örtüsü ayrımı<br />
Görünür yeşil → Sağlıklı/sağlıksız bitki örtüsü<br />
Görünür kırmızı → Bitki örtüsü türleri<br />
Yakın kızıl ötesi → Bitki örtüsü haritalaması, sağlıklı/sağlıksız bitki örtüsü,<br />
bitki türleri<br />
Orta kızıl ötesi → Kayaç türleri, toprak/bitki nemi, jeolojik yapı, su/kara<br />
sınırları vb.<br />
Bitki örtüsü → Mavi + kırmızı, pigmentler tarafından soğurulur<br />
Yeşil görüntü → Tür ayırt etmek GÜÇ, hepsi hemen hemen aynı<br />
yansıma<br />
Yakın kızıl ötesi → Pigmentler bu bölgede enerjiyi absorbe etmezler.<br />
Daha yüksek yansıma değerleri<br />
SAÇINIM → ÖNEMLĐ → Geniş yaprak/iğne yaprak → TÜR<br />
FARKLILIĞI<br />
Orta kızıl ötesi → Yapraklardaki nem nedeniyle yansımada ani<br />
azalım<br />
…<br />
…<br />
…<br />
23
UYDULAR VE ALICILAR<br />
• Alıcı → Platform gereksinimi<br />
• Yeyüzü üzerinde, uçak, balon, uydu<br />
• Uydu yörüngesi: Uydunun izlediği yol<br />
• ~ 36000 km, dünya ile aynı hızda ve yönde yörünge → GEOSTATIONARY ORBIT<br />
(yersabit yörünge)<br />
• Belirli bir alana ilişkin sürekli veri alımı<br />
• Genelde meteorolojik ve iletişim uyduları<br />
• Polar yörünge → ~ N-S<br />
• Dünya W-E<br />
• Diğer bir deyişle Sun-synchronous (GÜNEŞLE UYUMLU)<br />
• Aynı bölge, aynı zaman, aynı aydınlanma → Change detection<br />
• Alçalan yörünge (descending orbit) → Güneş ışığını alan bölgede görüntüleme<br />
• Yükselen yörünge (ascending orbit) → Karanlık bölgede yükselme<br />
• Elektro-optik uydular (pasif) → Genelde alçalan yörüngede (termal hariç)<br />
• Radar uydular (aktif) → Farketmez<br />
24
• Swath: Uydunun yeryüzü üzerinde gördüğü/algıladığı alan<br />
• Yüksek çözünürlüklü görüntü → Daha küçük alan<br />
• Birkaç cm’den birkaç km’ye<br />
• Nadir point: Uydunun algılamayı yaptığı anda yeryüzüne dik konumda olduğu yer<br />
• Stereo görüntüleme: Üst üste bindirmeli görüntüleme, 3D görüntü elde edilebilir<br />
• Ortorektifiye: Hem düşey, hem de yatay sapmaların düzeltilmesi anlamındadır.<br />
Topoğrafik harita + DEM<br />
• Görüntüleme alanı<br />
• Kutup yörüngeli ise her yer<br />
• Güneş eşlemeli: Elektro-optik uydular güneşle uyumlu hareket ederler.<br />
Tekrar geçişlerini günün aynı zamanında yaparlar<br />
PĐKSEL-ÇÖZÜNÜRLÜK<br />
• Piksel: Algılanan cisme ait tanımlanabilen en küçük görüntü elemanıdır.<br />
• Çözünürlük: Algılanabilen cisimdeki en küçük görüntü detayıdır. Ölçekle birlikte<br />
değerlendirildiğinde cismin boyutu belirlenebilir.<br />
• Spatial<br />
• Spektral (algılayıcının EM spektrumdaki algılama hassasiyeti)<br />
• Radiometric (bitlerdeki gri seviye sayısı)<br />
• Temporal (Algılamadaki zaman aralığı)<br />
25
• Spatial çözünürlük, piksel boyutu<br />
• Detay<br />
• Pasif algılayıcının konumsal çözünürlüğü → IFOV (Instantenous Field of View)<br />
• Đlgilenilen nesnenin boyutu ≥ çözünürlük (homojen özellik)<br />
Yüksek çözünürlük<br />
Düşük çözünürlük<br />
26
• Spektral çözünürlük<br />
• Hassas spektral çözünürlük → daha yakın dalga boyu aralığı<br />
Düşük çözünürlük<br />
Yüksek çözünürlük<br />
4 bit 8 bit<br />
• Radyometrik Çözünürlük<br />
• Radyometrik özellikler → görüntü içeriği<br />
• Görüntü → Kayıt (film, alıcı) (RÇ)<br />
• EM enerjinin büyüklüğündeki hassasiyet<br />
• Alıcı → Veriyi kaydetmede 8 bit kullanıyorsa<br />
• 4 renk kullanıyorsa → 2 4 =16 renk (RÇ ↓)<br />
• 2 8 =256 renk (RÇ ↑)<br />
• Siyah (0)<br />
• Beyaz (255)<br />
27
• Zamansal çözünürlük<br />
• 1 tam yörünge → belirli bir zaman dilimi<br />
• Bazı bölgeler → re-imaged<br />
• ZÇ → Uydu, algılayıcı kapasitesi, swath genişliği, enlem vb.<br />
• Change detection<br />
YERBĐLĐMLERĐNDE KULLANILAN BAZI UYDULAR<br />
• LANDSAT<br />
• USGS<br />
• LANDSAT 5; LANDSAT 7<br />
• 2 multispektral algılayıcı<br />
• MSS (MultiSpektral Scanner) → B, R, G, NIR (4 band); 80 m uzaysal çözünürlük<br />
• TM (Thematic Mapper) → B, R, G, NIR, 2 mid-IR, 1 thermal; 30 m uzaysal<br />
çözünürlük<br />
• Swath width: 185 km<br />
28
New Orleans, Landsat 7, 30.08.2005<br />
• SPOT<br />
• Fransa<br />
• HRV (High Resolution Visible) → multispektral (20 m) + pankromatik (10 m)<br />
• Swath width: 60 km<br />
29
Rotterdam, MS (20 m)<br />
• IKONOS<br />
• Space Imaging Corporation<br />
• ~ 680 km yükseklik<br />
• 1m pankromatik<br />
• 4m multispektral (B, R, G, NIR)<br />
• Swath width: 10.5 km<br />
30
Tiananmen, Beijing, Çin (4 m)<br />
Beijing, Çin (1 m)<br />
31
• QuickBird<br />
• Digital Globe<br />
• Pankromatik ~ 61 cm<br />
• Multispektral ~ 2.44 m<br />
• Swath width: 16.5 km<br />
Abu Dhabi (2.44 m, MS)<br />
32
Madrid Downtown (61 cm, P)<br />
• ASTER<br />
• 14 band (15-30-90 m)<br />
• Swath width: 60 km<br />
• Stereo görüntü<br />
33
Batı Karadeniz Bölgesi<br />
34
• NOAA-AVHRR<br />
• AVHRR (Advanced Very High Resolution Radiometer)<br />
• NOAA (U.S. National Oceanic and Atmospheric Administration)<br />
• Swath width: 2400 km<br />
• AVHRR (R, NIR, 3 thermal IR)<br />
• 1.1 km<br />
• Meteorolojik çalışmalar, çok geniş alanlar<br />
Güney Avrupa (1 km)<br />
35
RADAR VERĐSĐ<br />
• Radar verilerinin yapısında, bir mikrodalga sinyalini oluşturan iki ana bileşen<br />
mevcuttur:<br />
• Genlik (amplitude)<br />
• Faz değeri<br />
• Genlik: Yeryüzü şekilleri anlaşılabilir ve yorumlama yapılabilir<br />
• Faz: Görsel olarak hiçbir anlam çıkartılamaz. Ancak, cm mertebesinde bilgi<br />
sağlar. Radar alıcısı ile yeryüzü arasındaki uzaklık bilgisi.<br />
• Genlik: Tektonik, arkeolojik vb.<br />
• Faz: Đnterferometrik çalışmalar, özellikle konumsal çalışmalar.<br />
• SAR interferometrisi yapan uydular:<br />
• ERS 1-2<br />
• JERS 1<br />
• RADARSAT<br />
• RADARSAT<br />
• Kanada<br />
• RADAR (RAdio Detection And Rating)<br />
• Başlangıç aşaması, büyük potansiyel<br />
36
• ERS, JERS<br />
• ERS 1-2 (European Remote Sensins Satellite) → ESA (European Space Agency)<br />
• JERS (Japanese Earth Resource Satellite)<br />
Ankara<br />
37
MĐKRODALGA UZAKTAN ALGILAMA<br />
• EMS’da MD kesim → 1cm~1m arası dalga boyu<br />
• Uzun dalga boyu → UA’da son derece önemli<br />
• Bulut, sis, duman, toz vb. geçebilir, atmosferik saçınımdan etkilenmezler<br />
• MD 2 önemli üstünlüğü → Hemen hemen her çevresel ve atmosferik koşulda<br />
kullanılabilir + gece/gündüz<br />
• Pasif MD alıcılar → Termal UA benzer. Farkı anten kullanılmasıdır.Mantık: Her<br />
nesne EM enerji yayar (Radiometers, scanners vb.).<br />
• Aktif MD alıcılar → MD’yı kendileri gönderir ve algılar.<br />
Pasif Aktif Radar<br />
• Pasif MD UA<br />
• Meteoroloji → Atmosferik profil, su, ozon içeriği vb.<br />
• Hidroloji → Toprak nemi<br />
• Okyanus bilimi → Yüzey dalgaları, kirililik (petrol tabakaları vb.)<br />
• Aktif MD UA<br />
• Görüntülü → En yaygın şekli RADAR (RAdio Detection And Ranging)<br />
• Görüntüsüz<br />
• Radar Altimetreleri (doğrudan yükseklik ölçümü)<br />
• Scatterometers (hedeften dönen enerjinin ölçümü)<br />
38
• Radar Bileşenleri<br />
• Verici<br />
• Alıcı<br />
• Anten<br />
• Elektronik sistem (kayıt ve işleme için)<br />
• Radar sistemi esas olarak uzaklık ölçen bir alettir<br />
• R=(cxt)/2<br />
• R: verici ile nesne arasındaki uzaklık<br />
• c: ışık hızı (3x10 8 m/s)<br />
• t: zaman<br />
• MD kesim, görünür ve IR kesime göre daha geniş<br />
• Ka, K, Ku bandı → Eskiden kullanım, günümüzde kullanımı yok<br />
• X bandı → Askeri amaçlar ve yeryüzü haritalaması<br />
• C bandı → ERS1/2; RADARSAT<br />
• S bandı → ALMAZ (Rusya)<br />
• L bandı → JERS-1<br />
• P bandı → NASA<br />
39
• POLARĐZASYON<br />
• Elektrik alanının yönelimi ile ilgilidir.<br />
• Çoğu radar sistemi yatay ve/veya düşey polarizasyonu göndermeye ve<br />
algılamaya yönelik olarak dizayn edilmiştir.<br />
• HH → yatay gönderim, yatay algılama<br />
• VV → düşey gönderim, düşey algılama<br />
• HV → yatay gönderim, düşey algılama<br />
• VH → düşey gönderim, yatay algılama<br />
GÖRÜNTÜ ANALĐZĐ<br />
• UA’nın üstünlüklerini kullanabilmek için, görüntülerden faydalı olabilecek bilgilerin<br />
çıkartılması (elde edilmesi) gereklidir.<br />
• HEDEF → Yapay veya doğal noktasal, çizgisel, alansal nesnelerden bilgi almak<br />
• ĐŞLEM → Görsel veya bilgisayar destekli,<br />
• Önceleri → Görsel (özellikle hava fotoğrafı yorumlamaları)<br />
• Günümüzde → Çoğunlukla bilgisayar destekli, sayısal görüntü analizi<br />
40
Ton<br />
Şekil<br />
• Görsel Yorumlama<br />
• Ton<br />
• Şekil<br />
• Boyut<br />
• Yapı<br />
• Doku<br />
Boyut<br />
Yapı-Doku<br />
• Sayısal Görüntü Analizi<br />
• Yazılım/Donanım<br />
• Đlksel Đşleme<br />
• Görüntü Kalitesinin Artırılması<br />
• Görüntü Dönüşümü<br />
• Görüntü Sınıflaması ve Analizi<br />
41
ĐLKSEL ĐŞLEME<br />
• Genel olarak radyometrik ve geometrik düzeltme işlemlerini içerir.<br />
• 1. RADYOMETRĐK → Elde edilmiş verinin, gerçek yansıma ve yayılma değerleri<br />
gibi değerlerini, ortaya koymak için yapılan düzeltme.<br />
• Radyometrik veri elde edilirken<br />
• Görüntüdeki aydınlanma durumu<br />
• Algılayıcının görüş açısı/geometrisi<br />
• Bilinen bir yansıma değeri varsa → DÜZELTME<br />
• Görüntüsü alınan bölgeye olan uzaklık, güneş ve alıcı arasındaki ilişki temel<br />
alınarak yapılır (aydınlanma durumu + görüş geometrisi)<br />
• Atmosferde EM saçınım → DÜZELTME<br />
PROBLEM yaratabilir<br />
• 2. GEOMETRĐK → Yerkürenin şeklinden ötürü kaynaklanabilecek bazı geometrik<br />
sapmaların düzeltilerek, verinin gerçek koordinatlara dönüştürülmesi işlemidir.<br />
• AMAÇ → Algılanan görüntünün gerçek koordinatlarına yakın olması<br />
• GCP (Ground Control Points)<br />
• RESAMPLING (Orjinal piksel değerlerinin, düzeltilmiş görüntüdeki değerinin<br />
yeniden hesaplanma işlemi)<br />
• Nearest Neighbour → Orjinal görüntüdeki piksel değerinin, düzeltilmiş<br />
görüntüdeki en yakın piksele atanması<br />
• Bilinear Interpolation → Orijinal görüntüdeki 4 pikselin ağırlıklı<br />
ortalamasının, yeni görüntüdeki piksele atanması<br />
• Cubic Convolution → 16 piksellik (orijinal görüntü) grubun ağırlıklı ortalama<br />
uzaklığının, yeni görüntüdeki piksele atanması<br />
42
GÖRÜNTÜ KALĐTESĐNĐN ARTIRILMASI<br />
• Görüntü Kalitesinin Artırılması → Basit olarak, görüntünün GÖRÜLEBĐLĐRLĐĞĐNĐN<br />
artırılması<br />
• Radyometrik + Geometrik Düzeltme → YETERSĐZ kalabilir<br />
• Đşe yarayan veri → Genelde küçük bir aralıkta yoğunlaşabilmektedir<br />
• Orijinal değerlerin değiştirilmesi işlemi<br />
• Görüntü histogramı (8 bitlik görüntü; 0-255)<br />
• a) Linear Contrast Stretch → orijinal görüntüdeki min-max değerlerin → 0-255<br />
• Koyu renkler daha koyu, açık renkler daha açık → 70 - 153 → 0 - 255<br />
• b) Histogram Equalized Stretch<br />
• Homojen dağılım yoksa daha uygun<br />
• Görüntüdeki GENEL DETAYLAR kaybolabilir.<br />
• Amaçlanan ÖZEL DETAYLAR daha iyi görünür → 40 - 76 → 0 - 255<br />
• c) Spatial Filtering → Orijinal görüntüdeki bazı özelliklerin daha iyi ortaya<br />
konulabilmesi için, ilgili özelliğin uzaysal dağılımı temel alınarak yapılır.<br />
• 3x3; 5x5 gibi PENCERELER kullanılarak, yeni piksel değeri, merkezdeki piksele<br />
atanır.<br />
• c1) Low Pass Filters: Genelde, benzer tonlardaki daha büyük ve homojen<br />
özellik gösteren alanlarda, küçük detayların azaltılması şeklinde kullanılır. Örn.:<br />
Average ve median filtreleri (radar imagery)<br />
• c2) High Pass Filters: Detayların daha iyi görülmesi için yapılır. Önce low pass<br />
(genel detayın azaltılması), sonra orijinal görüntünün çıkarılması, esas detayın<br />
daha iyi ortaya konulması.<br />
• c3) Directional/edge detection filters: Doğrusal özelliklerin (örn.: yol, köprü<br />
vb.) belirlenmesinde. <strong>Jeoloji</strong>de çok yaygın.<br />
43
GÖRÜNTÜ DÖNÜŞÜMÜ<br />
• Görüntü kalitesinin artırılmasına benzer.<br />
• Fark → Görüntü kalitesinini artırılmasında tek bir kanal; görüntü dönüşümünde<br />
çoklu kanal kullanılır.<br />
• Đlgilenilen çizgiselliğin vurgulanması/ortaya çıkarılması/değerlendirilmesi için, var<br />
olan verilerden, yeni bir görüntü oluşturulması işlemidir.<br />
• Aritmetik işlemler (+; -; x; /)<br />
• Ormanlık alanların değerlendirilmesi:<br />
• Sağlıklı bitki örtüsü<br />
• NIR → iyi yansıma<br />
• Kırmızı → iyi soğurma<br />
• Toprak ve su → NIR ve Kırmızı → ~ yansıma<br />
• LANDSAT MSS<br />
• Band 7 (0.8-1.1 mm) → NIR<br />
• Band 5 (0.6-0.7 mm) → Kırmızı<br />
• Oranlanırsa (/) → > 1→ bitki örtüsü; ~ 1 → toprak ve su<br />
• Bitki örtüsü ile toprak ve su ayrımı → SON DERECE KOLAY<br />
• Bandlar benzer bilgiler içerebilir → görsel ve veri anlamında<br />
• Đstatistiksel işlemlerle → AZALTMA<br />
• PCA<br />
44
GÖRÜNTÜ SINIFLAMASI VE ANALĐZĐ<br />
• Sınıflama daha çok çoklu bandlar kullanılarak ve piksellere yeni değerler atanarak<br />
yapılmaktadır.<br />
• Aynı yansıma özellikleri → aynı grup özellik<br />
• Denetimli / denetimsiz sınıflama → supervised / unsupervised classification<br />
• Supervised classification<br />
• Homojen özellikler gösteren alanlar belirlenir.<br />
• Bandlardaki bilgiler, belirlenen tarining (eğitme) sınıfları ile benzer spektral<br />
yansıma gösteren alanlar sınıflanır.<br />
• Unsupervised classification<br />
• Spektral sınıflar verilerdeki sayısal bilgileri kullanarak doğrudan gruplanır.<br />
• Kümeleme (clustering) algoritmaları kullanılarak sınıflama yapılır.<br />
Supervised<br />
Unsupervised<br />
45