2.4.2014 İçerik  TEMEL UZAKTAN ALGıLAMA Prof. Dr. Nebiye Musaoğlu    Uzaktan Algılama ve Uygulama Alanları Algılama Prensipleri, Çözünürlük Kavramı Uzaktan Algılamada Veri Elde Etme Sistemleri Temel Görüntü İşleme  İTÜ İnşaat Fakültesi Geomatik Mühendisliği Bölümü Eposta: [email protected] Görüntü Zenginleştirme    Filtreleme Geometrik Dönüşüm Sınıflandırma ve Doğruluk Analizi Uzaktan Algılama Eğitimi, 16 Nisan 2014 Tanım Cisimler hakkında uzaktan bilgi toplama bilimidir. Arada fiziksel bir temas olmaksızın cisimler hakkında uzaktan bilgi toplanması veya arada mekanik bir temas olmaksızın bir cisimden yayılan ışınımın nitelik ve nicelik yönünden değerlendirilmesi ile cismin özelliklerinin uzaktan ortaya konması ve ölçülmesi şeklinde tanımlanabilir. Kullanım alanları Harita üretimi Ormancılık Jeoloji Şehir ve Bölge Planlama Hidroloji Biyoloji Meteoroloji Tarım Kıyı yönetimi Kirlilik izlenmesi Çevre ile ilgili çalışmalar ......... Uzaktan Algılamada Veri Akışı Yeryüzünün Aydınlatılması Uydunun Veriyi Algılaması Uydudan Antene Veri Gönderimi Yer İstasyonunda Kayıt ve İşleme Kullanıma Sunma Neden Uzaktan Algılama ? Geniş alanları bir anda görüş olanağı Zamandan tasarruf Doğru bilgiye kısa sürede ulaşım Hızlı veri aktarımı Veri depolama Bilgisayar ortamında çalışma olanağı Aynı görüntünün birçok amaca yönelik kullanımı Düşük maliyet ..... 1 2.4.2014 Tarihçe Raster veri  1946 - V-2 roketinden ilk uzay fotoğrafı  EM Dalga, Elektrik alan (E) ve manyetik alanı (M) içerir. Her ikisi de dalga hızı ile hareket eder. 1863’de Maxwell elektromanyetik teoriyi geliştirdi. Gasper Felix Tournachon "Nadar tarafından Paris’te yaklaşık 80 m yükseklikten balonla kaydedilmiştir. Televizyonu icad eden John Logie Baird ilk havadan tarama sistemlerini geliştirmiş fakat 2. Dünya savaşı nedeniyle bu çalışma sonlandırılmıştır. 1890 yılında hava fotoğraflarının kullanımı konusunda Batut tarafından bir yayın yapılmıştır. 1950’lerde yanlış renkli filmler geliştirilmiştir. 1909’dan itibaren hava fotoğrafları uçaktan kaydedilmeye başlamıştır. 1970’de Dünya’nın ilk MS görüntüsü Apollo 6’dan kaydedilmiştr. 1972 ERTS (Earth Resources Technology Satellite) return beam vidicon (RBV) ve multispectral scanner (MSS) 1957 – Rusya ilk yapay uydu olan Sputnik-1’i fırlattı. Elektromanyetik dalga 1858 yılında ilk hava fotoğrafı Sivil Amaçlı Uzaktan Algılama Tarihçe  Tarihçe Elektromanyetik Dalganın Karakteristikleri 1. Işık hızı, c=3 x 108 m/s 2. Dalga boyu (‫)ג‬ m veya • cm • mikrometre (µm) • nanometre (nm) 10-2 m 10-6 m 10-9 m Işık Güneşten Dünya’ya 8 dakikada ulaşır. 3. Frekans (v) • • • • Hertz (Hz) kilohertz (KHz) megahertz (MHz) gigahertz (GHz) 1 103 106 109 2 2.4.2014 Elektromanyetik spektrum Görünür bölge Elektromanyetik spektrum, ışık hızı ile hareket eden dalga boyu nanometrelerden kilometrelere kadar uzanan sürekli enerji ortamıdır. Görünür Bölge Yüksek çözünürlük Temiz atmosfer 7/4/1 3/2/1 Kızılötesi Görünür Bulutsuz koşullarda algılama Geniş atmosferik pencere Mikrodalga-Pasif İyi çözünürlük Kızılötesi Gece veya gündüz algılama Bulutsuz ortamda algılama 3 2.4.2014 Mikrodalga- Aktif Algılama Prensibi 1 • Aydınlatma kaynağı • Güneş veya yapay aydınlatma 2 • Yeryüzü • Yeryüzü ile etkileşim 3 • Uydu • Algılama Platformu Yüksek çözünrlük Mikrodalga Aktif Gece veya gündüz algılama Her türlü hava koşulunda algılama • Yer istasyonu 4 Cisimlerin Etkisi Saçılma  Gelen ışınım izlenen yol farkına bağlı olarak değişiklik gösterir. • İletilir. Yani madde içinden geçer. Farklı yoğunluktaki ortamlar içinden enerji iletimi, örneğin havadan suya, elektromanyetik ışınımın hızında bir değişime neden olur. • Yutulur. Işınımın enerjisinin büyük bir bölümü maddeye ısı olarak verilir. • Neşredilir. Yapısının ve sıcaklığının bir fonksiyonu olarak özellikle daha uzun dalga boylarında neşredilir. • Saçılır. Yani geliş açısına ve cisim özelliklerine göre belli bir yansıma açısıyla maddenin yüzeyinden geri döner. • Yansıtılır. Yansıma, gelen enerjinin dalga boyuna oranla pürüzsüz olan yüzeyler tarafından meydana gelmektedir. Yutulma Gelen ışınımın dalga uzunluğuna göre değişen yansıma daima tam yansıma ile dağınık yansımanın bileşiminden oluşur. Hedefe gelen toplam enerjiden bir kısmı ortamdaki elektron ve moleküler reaksiyonlar nedeniyle yutulur, bu enerjinin bir kısmı genellikle uzun dalga boylarında geri yayılır, diğer bir kısmı da yutularak hedefin ısısını arttırır Artan dalga uzunluğu ile dağınık yansımanın oranı azalır ve yansıma tam yansıma şekline dönüşür. αα Tam Yansıma Karma Yansıma Dağıtıcı yansıma (ideal) 4 2.4.2014 Radyasyon İletim Kanunu-Enerjinin Cisimlerle Etkileşimi Geçirilme  Toplam ışınımın bir kısmı su gibi bazı maddelere nüfuz edebilir, madde saydam ve bir boyutu ince ise bir kısmı maddeden geçerek diğer ortama iletilir. Yüzeye gelen enerji (I), yutulur (A), geçirilir (T) ve yansıtılır (R). I (l) = A (l) + T (l) + R (l) Bu özellikler cismin fiziksel koşullarına, kimyasal bileşenlerine ve geometrik yapısına bağlıdır. Belirli bir iş için algılayıcı seçerken Algılanmak istenen spektral bölgede atmosferin geçirgenliği Algılama yapılacak enerjinin kaynağı, şiddeti ve spektral bileşimi İncelenecek özelliklere algılanan enerjinin etkisi göz önünde bulundurulmalıdır. Yeryüzünde her cisim yansıtma bakımından farklı bir davranış gösterir.Bu davranış “Spektral Yansıtma Eğrisi” denilen bir eğri ile gösterilebilmektedir. Eğri dalga uzunluğuna bağlı olarak yüzeyden yansıyan ışınımı yüzeye gelen toplam ışınımın yüzdesi olarak (yada dalga boyu ile radyans ve reflektans olarak) ifade edilir. Bu eğriler, cisimlerin spektral özelliklerini belirlemektedir. • ρA = ER (λ)/EI (λ) = Cisimden yansıyan dalga boyu Bitkilerde Spektral Yansıtma Bitki cinsine bağlı olmaksızın yaprakların spektral yansıtması 3 farklı bölgeye ayrılabilir. Görünür bölgede yansıma klorofil, karatone gibi yaprak pigmentleri ile kontrol edilir. Bu bölgede yaprak pigmentleri ışınımı yutar ve yansıma azalır. Klorofilin üremesi azalırsa, mavi ve kırmızı ışınımın yutulması azalır ve genellikle kırmızı bölgedeki yansıma artar. enerjisi / Cisme gelen dalga boyu enerjisi X 100 • ρA, Spektral Yansıma Yansıyan Kızılötesi bölgede ise yaprağın hücre yapısı önemlidir. Zeminlerin Spektral Yansıtması Görünür bölgede suyun yansıması • Spektral yansıma eğrileri bitkiler kadar karmaşık değildir. • Zeminler için yalnız yansıma ve yutma söz konusudur. • Farklı fiziksel ve kimyasal özelliklere sahip malzemelerin karışımı olduklarından yansıtma ve yutma özellikleri de farklılık gösterir. Zeminlerin yansıtma özellikleri • su yüzeyinin durumu • suda bulunan askıda maddeler • suyun içinde yer aldığı ortamın tabanı ile yakından ilgilidir. Suyun yutması ve geçirgenliği de yine su içinde bulunan organik ve organik olmayan maddelerin miktar ve büyüklüğüne bağlıdır. Geçirgenlik bulanıklık durumunda azalır ve maksimum olduğu bölge daha uzun dalga uzunluklarına doğru kayar. Suyun bulanıklığı geçirgenliğin azalmasına, buna karşılık yansımanın artmasına neden olur. Bulanık su, temiz suya göre daha uzun dalga uzunluklarında yansıtır. Su muhtevasına Minerallerin cins ve miktarına Doku ve yüzey pürüzlülüğüne Organik madde muhtevasına bağlıdır. Suyun spektral yansıtması 5 2.4.2014 Algılama Sistemleri Algılama Sistemleri PASİF ALGILAYICILAR Digital Kamera Video Kamera Çok Spektrumlu Tarayıcılar Across Track (Sweep) PASİF AKTİF ALGILAYICILAR Mikrodalga YAR LASER Along Track (Push) AKTİF Dijital Görüntü Temel Algılama Sistemleri Görüntü, genel anlamıyla iki boyutlu bir işaret kaydıdır. Dijital görüntüde, renkler sayısal değerlerle temsil edilir. • Çözümleme Radar algılama sistemlerindeki Yapay Açıklıklı Radar (YAR) algılayıcıları, algılama özellikleri nedeniyle diğer sistemlere göre bazı avantajlara sahiptirler. SAR algılayıcılarının avantajları, şu şekilde sıralanabilir :  YAR aktif bir sistemdir, yeryüzünü aydınlatır ve yansıyan ışınımı ölçer. Bu nedenle gece ve gündüz, güneş ışınımından bağımsız olarak algılama yapılır.  Aktif bir sistem olduğundan, gönderilen ve kaydedilen elektromanyetik enerji (güç, frekans, polarizasyon), çalışma amacına göre ayarlanabilir. SAR raw veri  Mikrodalgalar her durumda atmosferden geçme özelliğine sahip olduğundan, atmosfer koşullarından bağımsız olarak algılama yapılır. Çözümlenmiş SAR data  Hareketli hedefler belirlenebilir ve görüntülenebilir.  Yüksek radyometrik ve geometrik çözünürlük sağlanır.  Cisimlerin geometrik şekilleri ve dielektrik özellikleri belirlenir.  Dalga boyuna bağlı olarak, bitkilere ve toprağa yüksek penetrasyon özelliği taşır. • YAPAY AÇIKLIKLI RADAR YAR sistemlerinin dezavantajları ise,  Görüntülerdeki benek/gürültü etkisi  Topoğrafik distorsiyonlar  Kompleks ve pahalı bir teknoloji kullanılması 6 2.4.2014 Radar Sinyalleri Dağın tabanının tepesinden önce kaydedilir. gölge  distorsiyon Dağlık bölgede tepenin dağın tabanından önce kaydedilmesidir. LİDAR İngilizce "light detection and ranging" kelimelerinin baş harflerini içeren bir kısaltmadır. Lidar, havadan lazer ile profil oluşturma sistemi için kullanılır. Yer yüzüne sinyaller gönderilir, GPS/INS teknolojisi ile entegreli olarak 3B veri elde edilir. Nokta bulutu halinde veri elde edilir. Bu sistem ile yüzeylerin direkt olarak 3 boyutlu modellerinin çıkarılması sağlanmaktadır. Yüksek düşey koordinat hassasiyeti Hızlı veri toplama ve işleme Birçok ürün ile sağlam veri setleri oluşturabilme Koşullara göre geniş aralıkta veri toplayabilme yeteneği LIDAR sistemlerinde kullanılan navigasyon sistemlerindeki (GPS, INS) gelişmelerle birlikte yatay ve dikey doğrultuda ±30 cm doğruluktan söz etmek mümkündür. Helikopter veya uçağa monte edilerek kullanılan Lidar sistemler; gölgede, gece, gündüz veya bulutlar arasında veri toplayabilmek için kızılötesine en yakın elektromanyetik ışık spektrumu (1.064 µm) kullanır. Radardaki radyo dalgaları yerine laser sinyallerini kısa elektro magnetik dalgalar halinde göndererek veri elde etmektedir. Ham Lidar verilerinde yer alan ağaç, bitki örtüsü ve yapılar bir takım hassas teknikler kullanılarak kaldırılır ve son ürünler için sayısal arazi modeli oluşturulur. UYDU SİSTEMLERİ Yer sabit uydular 36000 km Kutupsal yörüngeler 600-1000 km UÇAK SİSTEMLERİ 3-10 km 300 m - 3km GPS Uyduları 20200 km Eksozfer yeryüzeyinden oldukça uzak mesafede bir bölgedir. 550 km'den binlerce kilometreye kadar uzanır, genellikle uydular bu bölgede bulunur. Bu bölge yeryüzü atmosferi ile gezegenler arası uzayda bir geçiş zonu olarak adlandırılır. 7 2.4.2014 Uydu Yörüngeleri  Uydunun izlediği ve tamamladığı dairesel yola yörünge denir. Yörüngeler yüksekliklerine, dönüş yönlerine ve dünyanın dönüşü ile ilişkilerine göre sınıflandırılmaktadır. Yakın-Kutupsal Yörünge  Pek çok uzaktan algılama platformu kısa sürede dünyanın pek çok yerini görüntülemeyi sağlayacak yörüngelere oturtulmuştur. 'Yakın-kutupsal yörünge' ismi, bu tür uyduların kuzey ve güney kutupları arasında uzanan bir yolu takip etmeleri nedeni ile kullanılmaktadır. Tarama Alanı  Uydu dünya etrafında dönerken, algılayıcı yer yüzeyinin belli bir kısmını taramaktadır. Yörünge boyunca ilerlerken taranan bu bölgeye "tarama alanı" denilmektedir. Yer-Sabit Yörünge  Bu tür yörüngelere sahip olan uydular genellikle çok yüksek irtifaya sahiptirler. Bu tür uydular her zaman dünyanın aynı bölgesini görürler. Bu nedenle aynı bölgeyi izleme ve o bölge hakkında sürekli bilgi elde etme imkanı sağlarlar. Meteorolojik ve haberleşme uyduları genellikle bu tür yörüngelere sahip uydulardır. Güneş-Eşzamanlı Yörünge  Pek çok yakın kutupsal uzaktan algılama uydusunun yörüngesi aynı zamanda güneşeşzamanlıdır. Bu sayede, uydu dünyada görüntülediği her bölgeyi aynı yerel saatte görüntüler. Yaklaşık 700800 km yüksekten algılama yaparlar. Çözünürlük Bir algılayıcının, uzayda iki objeyi birbirinden ayırt edebilme yeteneği olarak tanımlanır. Uzaktan algılama uygulamalarında 4 farklı çözünürlük söz konusudur. Mekansal Çözünürlük Spektral Çözünürlük Radyometrik Çözünürlük Zamansal Çözünürlük 8 2.4.2014 Mekansal Çözünürlük Mekansal Çözünürlük • • • • Nedir? Bir görüntüde birbirine yakın iki objenin ayırt edilebilirliğinin ölçüsüdür. • Kaydedilen sinyali Etkileyen faktörler Enerji akışı Yükseklik Spektral bant aralığı Anlık görüş alanı (IFOV) Zaman Mekansal Çözünürlük 30*30 m 4*4 m Nadirde ve nadir dışında aynı mıdır? Yükseklik 11 112 km Spektral Çözünürlük 80*80 m LANDSAT MSS 30*30 m LANDSAT TM 15*15 m ASTER Bir algılayıcı sistemin elektromanyetik spektrumdaki ayırt etme gücü, duyarlılığı Elektromanyetik spektrumdaki algılama aralığı Cevap Algılayıcının bant genişliği Dalga boyu 10*10 m SPOT PAN 5*5 m IRS 1C Band genişliği daraldıkça spektral çözünürlük artar. 9 2.4.2014 L Bandı C Bandı Landsat TM Band 741 Band 4 ETM- RGB (4, 3, 2) : 885nm, 660nm, 565nm; 04 Temmuz 2000 Hyperion RGB (45, 31, 20) : 803 nm, 661nm, 549nm; 17 Eylül 2004 ALI RGB (5, 3, 2) : 868 nm, 660nm, 565nm; 17 Eylül 2004 Radyometrik Çözünürlük  Bir görüntüde enerji farklılıklarının ayırt edilme yeteneği  Verinin kayıt yoğunluğu 2 bit 8 bit 16 bit 32 bit …… 8 bit, 28 =256 0-255 gri renk tonu 8 bit 4 bit 10 2.4.2014 Zamansal Çözünürlük Misyon Algılayıcı Algılama Mekansal Aralığı (µm) Çözünürlük RBV 0.475-0.575 80 0.580-0.680 80 0.690-0.830 Bir algılayıcının aynı noktadan tekrar geçebilmesi için gerekli olan en kısa zaman aralığıdır. LANDSAT (m) 1,2 80 3 RBV 0.505-0.750 30 1,5 MSS 0.5-0.6 79/82 0.6-0.7 79/82 0.7-0.8 79/82 0.8-1.1 79/82 3 MSS 10.4-12.6 240 4,5 TM 0.45-0.52 30 0.52-0.60 30 0.63-0.69 30 0.76-0.90 6 ETM 30 1.55-1.75 30 10.4-12.5 120 2.08-2.35 30 TM bantı 30 (120 termal üzerinde + bant) 15 (pan) 0.50-0.90 7 ETM+ 8 OLI (Operational Land TM bantı 30 (60 termal üzerinde + bant) 15 (pan) 0.50-0.90 Imager) TIRS (Thermal Infared İlk LANDSAT uydusunun 1972 yılında uzaya gönderilmesinden sonra 4 adet LANDSAT uydusu daha yörüngeye oturtulmuştur. İlk kuşak 3 uydudan oluşmaktadır. Bu uydular iki sensör taşımaktadır: Return Beam Vidicon (RBV) kamera ve Multispectral Scanner (MSS). İkinci kuşak LANDSAT uyduları, 1982'de LANDSAT 4 ile başlayarak , RBV yerine Thematic Mapper (TM) adında yeni bir cihazla donatılmışlardır. 1993 yılında, LANDSAT 6 şansız bir şekilde düştükten sonra LANDSAT 7, geliştirilmiş Thematic Mapper ve yüksek çözünürlüklü scanner ile donatılarak Mart 1999 da fırlatılmıştır.Şubat 2013’te LANDSAT 8 uzaya fırlatılmıştır. Sensor) Landsat 8 Band µm Algılayıcı Spektral Aralık Mekansal Çözünürlük 1 0.433–0.453 30 m 2 0.450–0.515 30 m 3 0.525–0.600 30 m Terra ASTER 0.52–2.43 μm 8.125–11.65 μm EO-1/ALI EO-1/Hyperion 0.4–2.4 μm 0.4–2.5 μm Pankromatik Band 1 1 0 Görünür Band 2 6 35 Yakın Kızılötesi Band 1 2 35 Kısa Dalgaboyu Kızılötesi Band 3 1 172 Orta Kızıl Ötesi Band 3 1 0 4 0.630–0.680 30 m 5 0.845–0.885 30 m 6 1.560–1.660 60 m 7 2.100–2.300 30 m Termal Band 5 0 0 8 0.500–0.680 15 m Uzaysal Çözünürlük 15,30,90m 10,30m 30 m 9 1.360–1.390 30 m 37km 7.5km 10 10.6-11.2 100 m Spektral Süreklilik - - var 11 11.5-12.5 100 m Band Sayısı 14 10 220 Geçiş Çözünürlüğü 16 gün 16 gün 16/7/8 gün Şerit Genişliği http://landsat.usgs.gov/Landsat_Search_and_Download.php GÖKTÜRK-2 IKONOS algılayıcı özellikleri Nitelik Özellik Algılayıcılar Pankromatik/Çokbantlı Mekansal Çözünürlük 1 m pan, 4m Çokbantlı Spektral Çözünürlük Pankromatik : 0.45-0.90 mikrometre Bant 1: 0.45-0.53 mikrometre (Mavi) Bant 2 :0.52-0.61 mikrometre (Yeşil) Bant 3: 0.64-0.72 mikrometre (Kırmızı) Bant 4: 0.77-0.88 mikrometre (Yakın kızılötesi) Tarama Genişliği 11 km Görüntü Tekrarlama Aralığı 2.9 gün 1 m çözünürlük için, 1.5 gün 1.5 m çözünürlük için (40 derece paraleli için) Radyometrik Çözünürlük 11 bit – 8 bit  Türk mühendislerince tasarlanan ve 2012 yılında gerçekleştirilen fırlatma operasyonu ile görev yörüngesine yerleştirilmiş olan GÖKTÜRK-2, Ülkemizde özgün olarak geliştirilen ilk yüksek çözünürlüklü yer gözlem uydusudur. https://www.tai.com.tr/tr/proje/gokturk-2 GÖKTÜRK-2 Uydusu Teknik Özellikleri: Yörünge Yörünge Yüksekliği Dünya Çevresindeki Tur Süresi Günlük yer istasyonu Temas Süresi Global Gözlem Alanı Kabiliyeti Tekrar Ziyaret Zamanı Uydu Kütlesi Görüntü Depolama Kapasitesi Siyah - Beyaz Çözünürlük Renkli Çözünürlük Görev Ömrü : Güneş Eş zamanlı Yörünge : ~ 700 km : ~ 98 dakika : ~ 40 dakika (gündüz+gece) : Bütün Dünya : Ortalama 2,5 gün : < 409 kg. : 8 GB + 32 GB : 2,5 m :5m : 5 yıl 11 2.4.2014 Radyometrik Düzeltme Görüntü önişleme   Sistem hatalarını elimine etmek ve atmosferik parçacıklardan kaynaklı meydana gelen bozulma etkilerini minimize edebilmek için uydu görüntüleri radyometrik ve atmosferik olarak düzeltilmelidir  Atmosferik Düzeltme Topografik düzeltme  Algılayıcı Atmosferin homojen olmayan yoğun ve tabakalı yapısı içerisinde bulunan su buharı, aerosoller ve diğer gazlar, yeryüzünden gelen ışınımları birçok şekilde değişikliğe uğratır. L Lp Güneş ışınları L3 L1 L2 Atmosfer Atmosferik düzeltme teknikleri kullanılarak, uydu görüntüleri bu ışınım değişikliklerinden arındırılarak hedeften gelen orijinal ışınım değerleri bulunur. Uydu görüntüsünde DN değerlerinden atmosfer üstü yansıma değerlerine geçiş radyometrik düzeltme olarak ifade edilmektedir. Uydu görüntülerine getirilen radyometrik düzeltmelerin amacı; algılayıcı (şerit tarama hatası gibi) ve algılayıcıyer geometrisinden kaynaklanan hatalar, atmosferik etki, gelen güneş ışınlarına bağlı olarak aydınlanma farklılıkları ve topografik etki gibi uydu görüntülerinde bozukluklara sebep olan faktörlerin göz önüne alınarak uydu görüntülerinden elde edilen yansıtım, yayılma ve sıcaklık fiziksel parametrelerinde doğruluğun arttırılmasıdır. Piksel Özellikle dağlık arazide aynı cins arazi yüzeylerindeki bakı ve eğim farklılıkları sebebiyle görüntü parlaklık değerlerinde yansıma ve aydınlanma farklılıkları meydana gelmektedir. Algılayıcıya gelen toplam ışınım (L) L = L 1 + L2 + L3 Filtreleme    Amaç, belli objeleri daha iyi yorumlanabilir hale getirmek için matematiksel işlemler ile belirginleştirmek ya da bastırmaktır. Oran ve Fark Görüntüleri  Görüntülerin bantlarına uygulanan aritmetik işlemlerle yeni bir veri oluşturulması yöntemiyle bilgi çıkartılmasıdır. Yüksek Geçirgen Filtre Alçak Geçirgen Filtre BİTKİ İNDEKSİ NORMALİZE BİTKİ İNDEKSİ 12 2.4.2014 Geometrik Dönüşüm Geometrik Düzeltme-Platform hataları Görüntüden Görüntüye Haritadan Görüntüye Platform hataları Algılayıcı hataları Yeryüzü hataları Hatalar Hatalar Sistematik hatalar • yeryüzü tarama hataları • tarama aynası hızındaki değişimler • panoramik distorsiyonlar • platform hızı değişimleri • yeryüzü eğikliği • perspektif görüş hataları platform efemeris verileri ve iç algılayıcı distorsiyon bilgileri kullanılarak düzeltilebilir Sistematik olmayan hatalar • Uydunun Konumu • Uydunun Yüksekliği görüntü üzerinde keskin ve net olarak ayırt edilebilen yer kontrol noktaları ile bu noktaların yeryüzündeki koordinatları arasındaki matematiksel bağıntı kurularak giderilir Geometrik Düzeltme Geometrik Dönüşüm Parametrik Yöntemler Parametrik Olmayan Yöntemler Görüntüden haritaya veya görüntüden görüntüye geometrik dönüşüm yapılabilir. İşlemde, algılayıcının, yörüngenin, yeryüzünün geometrisi, seçilen projeksiyon sistemi önem taşır. Görüntü Kaydı Doğruluk Kontrolü Yeniden Örnekleme Yöntemi Sonuç Görüntü 13 2.4.2014 Görüntü ve Yer Koordinat Sistemi y (Scan) x (Along-track) Yer Kontrol Noktası Algılayıcı Koordinat Sistemi Yeterli sayıda z Homojen Dağılmış Görüntü Koordinat y Boylam Sistemi Yüksek Doğrulukta Enlem x Keskin Ayırtedilir P(xf,yf) Harita koordinat sistemi Z Y Yer Koordinat Sistemi P(X,Y,Z) O X (Başlangıç Meridyeni) © Shunji Murai 2004 Matematik Model Polinom eşitlikleri ile modelleme  Lineer Dönüşümler  Lineer Olmayan Dönüşümler HATA Mutlak konum hatası    Geometrik distorsiyonların kaynağı hakkında kesin bilgi sahibi olunmadığı zamanlarda kullanılabilen en doğrudan yöntemdir. X, Y referans koordinatları x, y görüntü koordinatları t. dereceden polinomu çözmek için gerekli nokta sayısı ((t + 1)(t + 2))/2 14 2.4.2014 Yeniden Örnekleme Yaygın kullanılan yöntemler (1) En yakın komşu (2) bilineer interpolasyon (3) kübik katlama YKN Dağılımı Sınıflandırma Sınıflandırma    Sınıflandırmada amaç, aynı spektral özellikleri taşıyan nesneleri gruplandırmaktır. Sınıflandırma işleminin gerçekleştirilmesinde, çalışmada kullanılacak dalga boyunun seçilmesi, yeteri doğruluk ve sayıda kontrol alanlarının belirlenmesi, amaca uygun sınıflandırma algoritmasının seçilmesi ile sınıflandırılmış görüntülerde doğruluk değerlendirmesinin yapılması önem taşımaktadır.   Kontrolsüz Sınıflandırma Kontrollü Sınıflandırma Diğer Sınıflandırma Yöntemleri (Hibrit sınıflandırma, karışık piksellerin sınıflandırılması) KONTROLLÜ SINIFLANDIRMA C B A: SU B: TARIM C: ORMAN A C Bilgi sınıfları C B A A 15 2.4.2014 Sınıflandırmada Doğruluk Analizi  Uydu görüntülerinden elde edilen sınıflandırma sonuçlarının doğruluklarının belirlenmesi, uzaktan algılama verilerinden elde edilen haritaların kalitesinin ve kullanılabilirliğinin değerlendirilmesini sağlar. Sınıflandırılmış uydu görüntülerinin, çalışma alanına ait doğruluğu kesin olarak bilinen referans verilerle (Haritalar, GPS ölçmeleri, vb.) karşılaştırılmasıyla, sınıflandırmada elde edilen doğruluk oranı belirlenebilir. Bu amaçla, sınıflandırma sırasında veya sınıflandırılmış veri üzerinden pikseller seçilerek bu piksellerin referans verilerle uyumu irdelenir. Piksellerin rasgele seçilmesi, kullanıcının elde edeceği doğruluk hakkında önceden bilgi sahibi olması olasılığını ortadan kaldırır. Orman Su Boş Alan Yerleşim Taş Ocağı 1997 Sınıflandırma sonucu Doğruluk Analizi ARAZI KULLANıM KATEGORISI 1997 REFERANS PIKSEL TOPLAMı SıNıFLANDıRıLMıŞ DOĞRU PIKSEL TOPLAMı SıNıF PIKSEL TOPLAMı İŞLEM KULLANıCı DOĞRULUĞU DOĞRULUĞU % % SINIF 1987 1992 1997 2001 Alan(H) % Alan(H) % Alan(H) % Alan(H) % 2272 1.2 2503 1.3 2954 1.6 2553 1.35 Su 31 32 31 100.00 96.88 Su Yeşil Alan 131 128 126 96.18 98.44 Yeşil Alan 125196 66 112378 60.8 110139 58.2 110922 58.69 Boş Alan 71 79 64 90.14 81.01 Boş Alan 53825 28.4 50662 27.4 55217 29.2 49849 26.38 Yol 25 29 24 96.00 82.76 Yerleşim 7439 3.9 17583 9.5 19356 10.2 22048 11.67 Yerleşim 118 100 95 80.51 95.00 Yol 327 0.2 1030 0.6 1074 0.5 1833 0.97 Taş Ocağı 22 30 19 86.36 63.33 Açık Maden Ocağı 391 0.3 318 0.4 710 0.3 1774 0.94 Toplam 398 398 359 189450 100 184792 100 189450 100 188979 100 GENEL TOPLAM Çalışmanın Sınıflandırma Doğruluğu = %90 Arazi Özelliklerine Bağlı Olarak Meşcere Türlerinin Yayılışı 1987-2001 Ormanalanından boş alana Orman alanından yerleşim alanına Orman alanından açık maden alanına Açık maden alanından orman alanına Tarım ve boş alan Landsat-7 ETM+ 16