Sunu5 - Geomatik Mühendisliği Bölümü

FOTOGRAMETRİ I
FOTOGRAMETRİDE KULLANILAN
HAVA KAMERALARI
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
BEÜ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ
GEOMATİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ
JDF329 FOTOGRAMETRİ I DERSi NOTLARI
2014-2015 Öğretim Yılı Güz Dönemi
http://geomatik.beun.edu.tr/marangoz/
İÇERİK
Analog Hava Kameraları
 Analog Hava Fotoğrafları
 Sayısal Hava Kameraları
 Sayısal Hava Fotoğrafları


Analog Fotoğraf ile İlgili Kavramlar
Bu sunumda çoğunlukla, ‘Fotogrametrinin Temelleri Ders Notları, Doç. Dr. Naci YASTIKLI, YTÜ, 2010’ kaynağından yararlanılmıştır.
Fotogrametri I Ders Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
2
ANALOG HAVA KAMERALARI
(Yastıklı, 2010)
Fotogrametri I Ders Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
3
SAYISAL HAVA KAMERALARI
Sayısal hava kameraları; silikon detektör, bilgisayar işlem hızı
ve depolama kapasitelileri ile ilgili teknolojik gelişmelerle birlikte
kullanılmaya başlanmış ve analog hava kameralarına rakip
olarak gösterilmektedir.
Sayısal hava kameraları:



Klasik hava kameralarındaki banyo işlemleri ve hava
fotoğraflarının taranması işlemlerini ortadan kaldırmakta,
Görüntünün tümünde aynı kalitede (değerde) uzaysal ve
radyometrik çözünürlük sağlamakta,
Elektromanyetik spektrumun görünür ve yakın kızıl ötesi
bölgesinde aynı anda görüntü kaydını olanaklı hale getirmekte,
renkli ve yapay renkli görüntüler elde edilebilmektedir.
Fotogrametri I Ders Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
4
SAYISAL HAVA KAMERALARI





Sayısal kameralarda kullanılan görüntü kayıt
sistemi Charge Couple Device (CCD)’ye
dayanmaktadır.
CCD elemanına gelen ışık, şiddeti ile orantılı
olarak elektrik yükü oluşturur.
CCD’lerin temel yapı elemanı olan silikon
detektörler bir dizi şeklinde veya bir çerçeve
içerisindeki alanı kaplayacak biçimde dizilirler.
Her kayıt elemanı, diğer bir deyişle silikon
detektör, yeryüzündeki objelerden yansıyan
ışık enerjisini elektrik sinyallerine dönüştürerek
kaydeder.
Bu elektrik yükü transfer edilerek kaydedilir ve
radyometrik yoğunluk değerine dönüştürülür.
Fotogrametri I Ders Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
5
UZAKTAN ALGILAMA (EK BİLGİ)
Uzaktan Algılama; bir temas olmaksızın, algılayıcı sistemleri
kullanarak yeryüzü hakkında bilgi elde etme sanatı ya da bilimidir. Bu
teknolojide uygulamalar iki temel aşamadan oluşur. Bunlar "Veri Elde
Etme" ve "Veri İşleme" aşamalarıdır.
Fotogrametri I Ders Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
6
SAYISAL HAVA KAMERALARI
Fotogrametri I Ders Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
7
SAYISAL HAVA KAMERALARI
Fotogrametri I Ders Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
8
SAYISAL HAVA KAMERALARI

Silikon CCD elemanı, tek bir dizi şeklinde dizilmiş ise,
sayısal dizi kamera “digital line camera”,

Silikon CCD elemanı, bir çerçeve içerisindeki çok
sayıdaki dizi CCD grubundan oluşmuşsa, sayısal
çerçeve kameralar “digital frame camera” olarak
isimlendirilir.

Ayırma gücü 40-80 çç/mm olan 23 x 23 cm formatında
bir analog hava fotoğrafı, 12.5 mikron piksel
büyüklüğünde taranırsa sayısal fotoğraf 18400 x 18400
pikselden oluşur.
Fotogrametri I Ders Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
9
SAYISAL HAVA KAMERALARI
Fotogrametri I Ders Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
10
SAYISAL HAVA KAMERALARI
Z/I Digital Modular Camera (DMC)
Fotogrametri I Ders Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
11
SAYISAL HAVA KAMERALARI
Z/I Digital Modular Camera (DMC)
Fotogrametri I Ders Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
12
SAYISAL HAVA KAMERALARI
Z/I Digital Modular Camera (DMC)
Fotogrametri I Ders Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
13
SAYISAL HAVA KAMERALARI
Vexcel UltraCamD
Fotogrametri I Ders Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
14
SAYISAL HAVA KAMERALARI
Vexcel UltraCamD
Fotogrametri I Ders Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
15
SAYISAL HAVA KAMERALARI
Vexcel UltraCamD
Fotogrametri I Ders Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
16
SAYISAL DİZİ HAVA KAMERALARI
Fotogrametri I Ders Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
17
SAYISAL (CCD) HAVA KAMERALARI
Fotogrametri I Ders Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
18
SAYISAL DİZİ HAVA KAMERALARI
Her tarama dizisi için yöneltme elemanlarına gereksinim vardır
GPS/IMU (Inertial Measurement Unit).
Fotogrametri I Ders Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
19
SAYISAL DİZİ HAVA KAMERALARI
Fotogrametri I Ders Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
20
SAYISAL HAVA KAMERALARI
Fotogrametri I Ders Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
21
SAYISAL HAVA KAMERALARI
Fotogrametri I Ders Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
22
SAYISAL HAVA KAMERALARI
Fotogrametri I Ders Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
23
SAYISAL HAVA KAMERALARI
Fotogrametri I Ders Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
24
SAYISAL HAVA KAMERALARI
Fotogrametri I Ders Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
25
SAYISAL HAVA KAMERALARI
Fotogrametri I Ders Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
26
ANALOG STEREO FOTOĞRAF
Fotogrametri I Ders Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
27
SAYISAL STEREO FOTOĞRAF
Fotogrametri I Ders Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
28
ANALOG VE SAYISAL FOTOĞRAF
Analog Fotoğraf
Sayısal Fotoğraf (Görüntü)
Fotogrametri I Ders Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
29
ANALOG VE SAYISAL FOTOĞRAF
Analog Fotoğraf
Sayısal Fotoğraf (Görüntü)
Fotogrametri I Ders Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
30
GÖRÜNTÜNÜN SAHİP OLDUĞU
ÇÖZÜNÜRLÜK KAVRAMI
Fotogrametri ve Uzaktan algılamada, görüntüleri için 4
farklı çözünürlük tanımlanmaktadır:




Konumsal (Uzaysal) Çözünürlük
Radyometrik Çözünürlük
Spektral Çözünürlük
Zamansal Çözünürlük
Fotogrametri I Ders Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
31
Konumsal (Uzaysal) Çözünürlük
Bir görüntüde fark edilebilir en küçük detay, algılayıcının konumsal
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.
Fotogrametri I Ders Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
32
Konumsal (Uzaysal) Çözünürlük
Aynı bölgenin farklı uzaysal çözünürlüklerde örneklenmesi
Fotogrametri I Ders Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
33
Konumsal (Uzaysal) Çözünürlük
Algılayıcılar (fotogrametri ve uzaktan algılamada) santimetreden
kilometrelere varan çözünürlükler sağlamaktadırlar. Sadece çok
büyük nesnelerin görülebildiği görüntülerin çözünürlüğü düşük, küçük
nesnelerin ayırt edilebildiği görüntüler ise yüksek çözünürlüklüdür.
Farklı konumsal
çözünürlüğe sahip
görüntüler
(Eminönü, İstanbul)
Fotogrametri I Ders Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
34
Radyometrik Çözünürlük
Fotogrametri I Ders Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
35
Radyometrik Çözünürlük
Aynı bölgeye ait değişik renk tonlarına sahip görüntüler
karşılaştırıldığında, radyometrik çözünürlükle ilişkili olarak detay ayırt
etme seviyesindeki fark göze çarpmaktadır.
Fotogrametri I Ders Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
36
Radyometrik Çözünürlük
2 renk tonu
16 renk tonu
Fotogrametri I Ders Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
37
Radyometrik Çözünürlük
Fotogrametri I Ders Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
38
Spektral Çözünürlük
Spektral çözünürlük algılayıcının duyarlı olduğu dalga boyu aralıkları
ile ilgilidir. Spektral çözünürlüğün iyi olması bir kanal ya da bandın
algıladığı dalga boyu aralığının küçük olduğunu gösterir. Kuramsal
olarak, spektrum ne kadar çok ve küçük parçaya ayrılırsa, spektral
ayırma gücü o kadar artar. Çok gelişmiş çoklu-spektral algılayıcılara
hiperspektral
algılayıcılar
denilmektedir.
Bu
algılayıcılar
elektromanyetik spektrumun görünür, yakın kızılötesi ve ortakızılötesi bölgelerinde yüzlerce küçük spektral aralıkta algılama
yapmaktadırlar.
Grafikte, aynı spektral bölgede algılama
yapan iki algılayıcıdan mavi ile
gösterilen, daha küçük aralıklarda
çalıştığı için yeşil ile gösterilenden daha
yüksek spektral çözünürlüğe sahiptir.
Fotogrametri I Ders Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
39
Spektral Çözünürlük
Fotogrametri I Ders Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
40
Spektral Çözünürlük
Fotogrametri I Ders Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
41
Spektral Çözünürlük
İyi bir görsel analiz için, spektral imzalardan yararlanılarak, proje
amaçlarına göre çalışılacak bantlar belirlenir. UHUZAM (İTÜ-UA
Merkezi)’ın eş-zamanlı olarak direk veri indirdiği Spot uydularının
elektromanyetik spektrumda algıladıkları bölgeler ve bant özellikleri
aşağıdaki grafikte gösterilmektedir.
Fotogrametri I Ders Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
42
Spektral Çözünürlük
Aşağıda, Kuş Gölü'ne (Balıkesir, Türkiye) ait 24.07.2003 tarihli Spot
XS görüntüsünün spektral bantları verilmektedir.
Bant 1 (0.50 to 0.59 mikrometre)
Bant 2 (0.61 to 0.68 mikrometre)
Bant 3 (0.78 to 0.89 mikrometre)
Bant 4 (1.58 to 1.75 mikrometre)
Fotogrametri I Ders Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
43
Zamansal Çözünürlük
Zamansal çözünürlük bir uzaktan algılama sisteminin aynı bölgeyi
görüntüleme sıklığı ile ilgilidir. Bir bölgedeki spektral karakteristikler
zamanla değişebilir ve çok-zamanlı görüntü setleri kullanılarak
değişim analizi yapılabilir.
İzmit'e ait depremden önce
(1), deprem ve depreme
bağlı yangın sonrası (2)
Spot uydusundan alınan
görüntüler
Fotogrametri I Ders Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
44
ANALOG FOTOĞRAF İLE İLGİLİ
KAVRAMLAR
Duyarlık – Spektral Duyarlık:
Fotoğrafik
malzemesinin
üzerine
düşen
ışının
(radyasyon) enerjisine reaksiyon gösterebilme yeteneğine
duyarlık denir. Farklı dalga boyları için duyarlığın da farklı
olması doğaldır. Bu özellik spektral duyarlık olarak anılır.
Sözgelimi gümüş tanecikleri daha çok mavi ve morötesi
yakınındaki dalgalara duyarlıdır. Kimi organik boyalar
eklenerek daha uzun boylu enerjilere de duyarlı hale
getirilir.
Fotogrametri I Ders Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
45
ANALOG FOTOĞRAF İLE İLGİLİ
KAVRAMLAR
Duyarlık – Spektral Duyarlık:




Farklı fotoğraf malzemelerinin farklı
dalga
boylarına
duyarlılıkları
gösterilmiştir.
Yatay eksen dalga boylarını, düşey
eksen bağıl (rölatif) duyarlılığın
logaritma değerini göstermektedir.
Renkli (mavi, yeşil, kırmızı) ve yapay
renkli (yeşil, kırmızı, yakın kızılötesi)
emülsiyonlar üç ayrı katmanın üst
üste yerleştirilmesi ile oluşturulmuştur.
Develope edilmiş bir emülsiyonun ışık
geçirgenliği ile ilgili bir dizi ölçme
sonucunda saptanır.
Fotogrametri I Ders Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
46
ANALOG FOTOĞRAF İLE İLGİLİ
KAVRAMLAR
Geçirgenlik – Saydamlık – Matlık:
Geçirgenlik, birim zamanda emülsiyona gelen şık
enerjisine göre geçen ışık miktarıdır ve T (Transperancy)
ile ifade edilir. Bu oranın tersine de matlık yada opozite
denir.
Fotogrametri I Ders Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
47
ANALOG FOTOĞRAF İLE İLGİLİ
KAVRAMLAR
Kararma - Optik Yoğunluk:
Pozlanmış bir fotoğraf malzemesinin (film, cam, kağıt) geliştirme
banyosundan sonraki kararma derecesini belirlemek için, D ile
gösterilen, yoğunluk ya da kararma adı verilen bir ölçüt kullanılır. Bu
ölçüt 10 tabanına göre matlığın ya da saydamlığın tersinin
logaritmasıdır.
gelen(ışık _ miktarı)
1
D  log10
 log10   logT
geçen(ışık _ miktarı)
T
Siyah film hiç ışık geçirmez, berrak film ışığı tam geçirir. Gelen ışığın
1/10’ u geçiyor ve 9/10’ u yutuluyorsa kararma 1, 1/100’ ü geçiyorsa
kararma 2, 1/1000’ i geçiyorsa kararma 3 olur.
Fotogrametri I Ders Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
48
ANALOG FOTOĞRAF İLE İLGİLİ
KAVRAMLAR
Pozlanma:
Işığa duyarlı malzeme tarafından toplanan enerji miktarına pozlanma denir
(E = I.t). I, lüks biriminde ışıklandırma ya da aydınlatma, t saniye biriminde
poz süresidir. Pozlanma birimi lüks-saniye’dir. Aydınlatma ile birlikte
yoğunluğun artması durumunda fotoğraf malzemesine negatif denir. Bu
durumda parlak objeler siyah ya da koyu gri olarak kaydedilir. Pozlanma ile
birlikte yoğunluk azalıyorsa bu malzemeye de pozitif malzeme denir.
D
3
Aşırı
pozlanma
Yetersiz
pozlanma
2
ΔD
Siyah
D
C
Koyu gri
Gri
1
B
Açık gri
α
Beyaz
A
0
1
Δlog E 2
3
Fotogrametri I Ders Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
4
log E
49
ANALOG FOTOĞRAF İLE İLGİLİ
KAVRAMLAR
Ayırma Gücü – Çözünürlük:
Ayırma gücü, 1mm’ de ayırt edilebilen
maksimum çizgi sayısı ile ölçülür. Bunu
belirlemek için, çeşitli sıklıkta çizgilerden
oluşan özel hedeflerin fotoğrafları çekilir. Bu
hedeflerin hangi düzeyine kadar ayırt
edilebildiği saptanır.
Her filmin ayırma gücü değişiktir. İnce grenli
filmlerin ayırma güçleri daha yüksektir.
Ayırma gücü; objektifin ayırma gücü ile, poz
süresi ile, objektifin netlik ayarı ile, filmin
banyo koşulları ile, fotoğrafı çekilen objeninhedefin kontrastlık derecesi ile de çok
yakından ilgilidir.
Analog bir hava fotoğrafında
ortalarda 200 çift çizgi/mm
kenarlarda 120 çç/mm’dir.
Fotogrametri I Ders Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
50
ANALOG FOTOĞRAF İLE İLGİLİ
KAVRAMLAR
Hız/Genel Duyarlık:
Emülsiyona bağlı olarak her filme verilmesi gereken ışık miktarı
değişir. Kimi film az kimi film çok ışıklandırma ister. Fotoğrafik
malzemenin bu özelliği genel duyarlılık ve hız olarak isimlendirilir.
Örneğin ΔD=0.1 koyuluk dereceli ışıklandırmayı birim alınabilir.
Genel duyarlık yada hız:
 DIN (Deutsche Industrie Norm ) Almanya ΔD=0.1
 ASA (American Standarts Association) ABD ΔD=0.3 (AFS, Aerial
Film Speed)
 BSI (British Standard Institution) İngiltere
Fotogrametri I Ders Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
51
ANALOG FOTOĞRAF İLE İLGİLİ
KAVRAMLAR
Hız/Genel Duyarlık
Fotogrametri I Ders Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
52
ANALOG FOTOĞRAF İLE İLGİLİ
KAVRAMLAR
Bağıl Açıklık
Kamera objektifinde ışığın istenen miktarda geçip geçmemesini
sağlayacak, ayarlanabilir daire biçiminde bir delik bulunur. Buna
diyafram denir. Objektifin bağıl açıklığı D/f ile tanımlanır. D, diyafram
çapı, f ise objektifin odak uzaklığıdır.
D/f yerine f/D=N de kullanılır. Bu oran belirli bir ışık şiddeti altında
birim zamanda objektiften geçen ışık miktarını tanımlar.
Söz gelimi 30 cm odak uzaklığı olan bir kamerada f/5.6 da etkili
diyafram açıklığı 30/5.6= 5.36 cm dir.
Fotogrametri I Ders Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
53
ANALOG FOTOĞRAF İLE İLGİLİ
KAVRAMLAR
Filtreler:

Fotoğrafçılıkta filtreler sis ve pusun neden olduğu
saçınmanın etkisini azaltmak, parıldamayı önlemek vb.
amaçlar için kullanılır.

Kısa dalga boylu ışınlar, uzunlardan daha fazla saçılmaya
uğrarlar. Fotoğrafçılıkta ve özellikle hava fotogrametrisinde
mavi rengi daha az geçiren ve bu yüzden eksi mavi adı da
veriken sarı filtreler kullanılır.

Hava moleküllerinin neden olduğu saçılma dalga boyunun
yaklaşık dördüncü kuvveti ile ters orantılıdır.
Fotogrametri I Ders Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
54
ANALOG FOTOĞRAF İLE İLGİLİ
KAVRAMLAR
Filtreler:

Işık saçılması bir hava filmi üzerinde, uniform ve zayıf bir
aydınlanmaya neden olur.

Böylece yoğunluk farklılıkları azalır. Özellikle gölge
alanlarında bu etken en büyük değerini alır. Pus filtreleri
gölge alanlarında kontrastı artırır.

Filtre kullanıldığı zaman pozlanma süresini arttırmak gerekir.
Filtre katsayısı, filtre kullanıldığı ve kullanılmadığı durumda
gerekli poz süresi miktarlarının birbirlerine oranıdır. Bu süre
1.5-4 oranında değişir.
Fotogrametri I Ders Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
55
GELECEK HAFTA:
Üç Boyutlu (Stereoskopik) Görüş
F
P
γF
γP
O1
P
I
F
I
x
I
I
y
O2
II
F
P
II
Fotogrametri I Ders Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
56
KAYNAKLAR
 Fotogrametri I Ders Notları, Prof. Dr. Ahmet YAŞAYAN, YTÜ
 Fotogrametri Ders Notları, Prof. Dr. Ahmet YAŞAYAN, vd. T.C.
ANADOLU ÜNİVERSİTESİ YAYINI NO: 2295, ACIKOĞRETİM
FAKÜLTESİ YAYINI NO: 1292
 Fotogrametrinin Temelleri Ders Notları, Doç. Dr. Naci YASTIKLI,
YTÜ, 2010
 Fotogrametri, O. Altan, S. Külür, G. Toz, H. Demirel, Z. Duran, M.
Çelikoyan, Karl Krauss, 7. Baskıdan çeviri, İTÜ, Nobel Yayın
Dağıtım, 2007
Fotogrametri I Ders Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
57

Download Report