Sunu4 - Geomatik Mühendisliği Bölümü

FOTOGRAMETRİ I
FOTOĞRAFİK TEMELLER
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
Tarihçe
 Tanımlar
 Elektromanyetik Enerji
 Elektromanyetik Spektrum
 Emülsiyonlar (Siyah-Beyaz, Renkli ve Yapay Fotoğraf)
 Analog Hava Kamera ve Fotoğrafları
 Sayısal Hava Kamera ve Fotoğrafları
 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
TARİHÇE
16. yüzyıl başlarında İtalyan mimar, mühendis ve bilgin
Leonardo Da Vinci, Camera Obscura’yı tanımlamıştır. Bu alet
bir yüzünde delik bulunan kapalı – karanlık bir kutudur. Böyle
bir karanlık ortamın içinde, delikten geçen ışınlar ters bir
görüntü verirler.
Camera Obscura
Fotogrametri I Ders Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
3
TARİHÇE
Camera Obscura (www.representart.com)
Fotogrametri I Ders Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
4
TARİHÇE

1727’de bir Alman kimyager Schulze gümüş nitratın güneş
ışınlarına karşı duyarlı olduğunu farketmiştir.

19. yüzyıldan itibaren Fransa, İngiltere ve Almanya’da
görüntü kaydı ile ilgili yoğun çalışmalar yapılmıştır.

Fransa’da Arago, Niepce ve Daguerre tarafından önemli
çalışmalar yapılmıştır: 1822’de Niepce, ışığa karşı duyarlı
madde olarak asfalt kullanmış ve bu yönteme heliografik
işlem adını vermiştir.
Fotogrametri I Ders Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
5
TARİHÇE

1837’de Daguerre, iyot buharına tutulmuş gümüş kaplamalı
bakır levhaları üzerine çekilmiş resimlerin civa ile banyo
edilebileceğini bulmuştur. Buna Daguerrotip adını vermiştir.

Fotoğrafçılığın kullanışlı ve pratik hale getirilişi 1871’den
sonra, Maddox’un kuru emülsiyonu bulması ile olmuştur.
Gümüş tuzları jelatin içinde eritiliyor ve bu cama sürülüyor,
sonra da kurutuluyordu. Bu ilaçlı camlar karanlık bir yerde
saklanıyor, gerektiğinde kullanılıyordu.
Fotogrametri I Ders Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
6
TARİHÇE

Fotoğraf sözcüğü daha sonra kullanılmaya başlamıştır. Bu
sözcük Yunanca’da Photo ve Graphie sözcüklerinin
birleşmesinden oluşmuştur. Işıkla çizmek ya da ışık ile kayıt
anlamına gelmektedir.

Renkli fotoğraf düşüncesi de 1855’e uzanır. Bu tarihte fizikçi
Maxvell renkli fotoğrafçılığı pratik olarak tanımlamıştır.
Sayısal fotoğraf düşüncesi ise oldukça gerilere gitmekle
birlikte, pratikte bilgisayar teknolojisinin gelişmesi ile birlikte
gelişmiştir. Gelişmeyi hızlandıran diğer bir teknoloji alanı da
Uzaktan Algılama teknolojisidir.
Fotogrametri I Ders Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
7
TANIMLAR
Genel anlamda fotoğraf; nesnelerden yansıyan ışığın,
ışığa duyarlı bir katman ya da elektronik sensörlerin
üzerine
düşürülmesiyle,
kamera
ile
kaydedilen
görüntüdür.
Bir fotoğraf, orijinal kayıttan elde edilmiş bir kopya da
olabilir. Buna göre pozitif (+) ve negatif (-) fotoğraftan söz
edilebilir.
Fotogrametri I Ders Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
8
TANIMLAR
Bu kayıt kimyasal veya elektronik olarak yapılabileceği gibi,
kayıt sisteminin özelliklerine bağlı olarak fotoğraf; sadece grinin
tonları olabilir, ya da doğal renklere yakın renklerde görülebilir.
Büsbütün yapay renklerde de görülebilir. Bu nedenle
uygulamalarda siyah/beyaz, doğal renkli, yapay renkli
fotoğraflardan söz edilmektedir.
Siyah / Beyaz
Doğal Renkli
Fotogrametri I Ders Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
Yapay Renkli
9
TANIMLAR
Fotoğrafın çekilebilmesi için ışık şarttır. Işık herhangi bir
kaynaktan cisme gelir. Cisimden yansıyan ışık bir
algılayıcıya; yani göze ya da filme ya da sensöre geldiği
zaman görünür olur ve renkleri konusunda bilgi verir.
Cisimlerin renkleri üzerine gelen ışığın ne kadarını
absorbe edip ne kadarını hangi dalga boyunda
yansıttığına göre algılanır. Örneğin beyaz duvar sarı ışık
ile aydınlatıldığında sarı, mavi ışık ile aydınlatıldığında ise
mavi renk olarak görünür. Ancak kırmızı renkli cisim yeşil
ışık ile aydınlatıldığında siyah gözükebilir (Yaşayan vd,
2011).
Fotogrametri I Ders Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
10
TANIMLAR
Işığın kimyasal olarak kayıt edilmesi, emülsiyon ad›
verilen ışığa duyarlı bir tabaka yardımıyla gerçekleştirilir.
Işığa duyarlı madde, film, kart ve cam gibi fotoğraf
altlıklarının üzerine yayılmıştır.
Bu madde üzerine düşlen ışık miktarına bağlı olarak
etkilenir. Işığın geldiği noktalarda farklı kararma dereceleri
ile kayıt yapılmış olur. Bu şekilde elde edilen fotoğrafa
analog fotoğraf ya da film tabanlı fotoğraf denilmektedir
(Yaşayan vd, 2011).
Fotogrametri I Ders Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
11
TANIMLAR
Işığın elektronik olarak kayıt edilmesinde, emülsiyon yerine
ışığa duyarlı sensörler yer almaktadır. Bu sensörler üzerine
düşen ışığın şiddetine göre elektriksel yük üretirler.
Nesnelerden yansıyan ışık enerjisi elektriksel sinyallere
dönüştürülerek kayıt edilir.
Daha sonra bu elektriksel yük transfer edilerek radyometrik
yoğunluk değerine dönüştürülür. Bu şekilde kayıt edilen
fotoğrafa ise sayısal fotoğraf veya görüntü denir. Sayısal
fotoğraflar, özel sayısal kameralarla kayıt edilmiş olabileceği
gibi, analog fotoğrafların tarayıcılarda taranarak sayısal
ortama aktarılması ile de elde edilebilmektedir (Yaşayan vd,
2011).
Fotogrametri I Ders Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
12
TANIMLAR
Analog bir kamera ile kaydedilen fotoğraf sürekli bir fonksiyon
olarak düşünülebilir. Bu fonksiyonu g(x,y) şeklinde
tanımlayacak olursak, x,y konuma ilişkin koordinatlar olarak
düşünülebilir. g(x,y) değerine karşılık gelen değerler ise
yoğunluk değerini diğer bir ifade ile gri değerleri ifade eder.
Analog bir fotoğrafta hem konum hem de yoğunluk değerleri
süreklidir. Analog bir fotoğraf sayısal hale dönüştürüldüğünde
bu fonksiyon kesikli hale dönüşür Sürekli fonksiyonun kesikli
fonksiyon şekline dönüştürülmesi işlemine sayısallaştırma
denir. Bu işlem sonucunda elde edilen ürün sayısal fotoğraf
yada görüntü olarak isimlendirilir (Yastıklı, 2010).
Fotogrametri I Ders Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
13
TANIMLAR
Sayısallaştırma işlemi, x,y eksenleri boyunca belirli
aralıklarla yapılan örneklemeler ve bu örnek alanlara
karşılık gelen yoğunluk değerlerinin yani gri değerlerin
bulunmasıdır.
Fotogrametri I Ders Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
14
TANIMLAR
Sayısallaştırma işlemi sonucunda sayısal fotoğraf matris formunda
aşağıdaki gibi gösterilebilir. Bu matrisin her elemanı bir fotoğraf
elemanına, yani PİKSEL’ e (pixel = Picture X ELement) karşılık
gelir ve bir gri değerine sahiptir.
Burada ifade edilenler:
x=0,1,.....C-1 satır, y=0,1,.....R-1 sütün,
R maksimum satır, C maksimum sütün,
g(x,y)= {0,1,2,....maksimum} gri değeri.
Fotogrametri I Ders Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
15
TANIMLAR
Siyah beyaz görüntülerde gri değerler 0 ile 255 değerleri arasında
değişen gri değerlerle ifade ediliyor ise bu görüntülere 8 bitlik görüntü
(
) yada görüntünün radyometrik çözünürlüğü 8 bit değerindedir
denir.
Binary görüntülerde gri değer sadece siyah ve beyaz {0,1}
şeklindedir.
Renkli bir sayısal görüntü matrisi ise G= { g1(x,y), g2(x,y), g3(x,y)}
şeklindedir.
Çok bantlı görüntülerde G görüntü matrisi i={0,1,....n-1} bant sayısı
olmak üzere her bant için alt gi(x,y) matrisinden oluşur.
Fotogrametri I Ders Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
16
TANIMLAR
Yeryüzünde bir piksele karşı düşen alan ne kadar değişik
görünüm ve değerlere sahip olursa olsun, pikselin sayısal
görüntüdeki parlaklık değeri, 0 (siyah) ile 255 (beyaz) arasında
değişen bir sayı ile ifade edilir (8 bitlik bir görüntü için).
Fotogrametri I Ders Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
17
TANIMLAR
Fotogrametri I Ders Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
18
TANIMLAR
Fotogrametri I Ders Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
19
ELEKTROMANYETİK ENERJİ
Elektromanyetik enerji (E: ışınım), c ışık hızı ile harmonik dalgalar
halinde hareket eden bütün enerji şekillerini kapsar. Harmoniklik,
dalgaların eşit ve periyodik bir şekilde olduklarını ifade eder.
Görünen ışık, elektromanyetik enerji şekillerinden ancak bir tanesidir.
Radyo dalgaları, ısı, mor ötesi ve X-ışınları diğer şekilleridir.
Fotogrametri I Ders Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
20
ELEKTROMANYETİK SPEKTRUM
Elektromanyetik spektrum, ışık hızı ile hareket eden ve dalga boyu
nanometrelerden kilometrelere kadar uzanan sürekli enerji ortamıdır.
Burada dalga boyları bina mertebesinde uzunluğa sahip radyo
dalgalarından, bir atom çekirdeği mertebesindeki kısa dalga boylarına
kadar uzanır. İnsan gözünün algılayabildiği dalga boyları, sadece
görünür bölgedekilerdir (en duyarlı olduğu dalga boyu 550 nm).
(400nm=0.4μm)
0.4-0.5μm (Mavi)
0.5-0.6μm (Yeşil)
0.6-0.7μm (Kırmızı)
Fotogrametri I Ders Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
21
ELEKTROMANYETİK SPEKTRUM
Fotogrametri I Ders Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
22
ELEKTROMANYETİK SPEKTRUM
Fotogrametri I Ders Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
23
ELEKTROMANYETİK SPEKTRUM
Elektromanyetik spektrum ve enerji seviyeleri
Fotogrametri I Ders Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
24
SİYAH-BEYAZ FOTOĞRAF EMÜLSİYONLARI
Emülsiyon (Duyarkat) ışığa duyarlı gümüş halojenidlerden (AgBr,
AgCl, AgJ, v.b) oluşan bir katmandır. Bu maddeler ince tanecikler
halinde bir jelatin içinde çözülmeyen sabit tanecikler biçiminde
bulunur ve boyutları 0.5-1 μ dolayındadır.
Kamera önündeki perde kısa bir süre açılınca mercek sisteminden
geçen ışınlar emülsiyonu etkiler. Işığın fazla geldiği noktalarda
etkilenme daha fazla, az geldiği noktalarda ise etkilenme daha az
olur. Böylece, önce gözle görülmeyen gizli görüntü oluşur. Daha
sonra kimyasal işlemler yapılarak gizli görüntü görünür ve kalıcı bir
duruma getirilir.
Fotogrametri I Ders Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
25
RENKLİ ve YAPAY RENKLİ FOTOĞRAF
EMÜLSİYONLARI
Renkli emülsiyonlar, spektrumun belirli bölgelerine duyarlı
katmanlardan oluşur. Örneğin mavi – yeşil - kırmızı renkle duyarlı
üç katman ile doğal görüntüde bir fotoğraf oluşur. Renkli filmlerdeki
üç emülsiyon tabakasının en üstündeki emülsiyon tabakası mavi
ışığa karşı duyarlıdır. Bunun altındaki emülsiyon tabakası ise
ortokromatiktir, yani mavi ve yeşil ışıklara karşı duyarlıdır.
Yeşil – kırmızı – kızılötesi, alışılmamış bir renkli görüntü meydana
getirir. Bu tür fotoğraflara yapay renkli fotoğraf denir.
Kaynak: Yaşayan
vd.,2011
Fotogrametri I Ders Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
26
DOĞAL VE YAPAY RENKLİ FOTOĞRAF
RGB (3,2,1) – Doğal Renkli
Siyah – Beyaz
Doğal Renkli
Fotogrametri I Ders Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
Renkli Kızılötesi - Yapay Renkli
(R = CIR yansıma), siyah / beyaz
27
DOĞAL VE YAPAY RENKLİ FOTOĞRAF
Fotogrametri I Ders Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
28
EMÜLSİYON TAŞIYICISI (Analog f.)
Fotoğraf emülsiyonları cam, film ve kağıt üzerine sürülür ve
emülsiyon taşıyıcısının boyut değiştirmesinin çok küçük olması
istenir. Cam, boyut değiştirmesi en az olan taşıyıcıdır ve bu nedenle
yersel kameralarda cam (kalınlığı 2-3 mm) kullanılmıştır. Hava
fotogrametrisinde ise çok fazla yer tutması ve kırılma riski nedeniyle
pek kullanılmaz. Film, plastik maddelerden yapılan saydam bir
emülsiyon taşıyıcısıdır. Cronar, polyester ve asetat’tan yapılmaktadır.
Boyut değiştirmesinin çok az ve homojen olması gerekir. Hava
fotogrametrisinde kullanılan filmlerin kalınlıkları 0.1-0.25 mm
genişlikleri 25 cm’dir.
Fotogrametri I Ders Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
29
FOTOĞRAFİK BANYO İŞLEMLERİ (Analog f.)
Pozlanmış emülsiyonda oluşan gizli görüntü banyo işlemleri sonunda
kalıcı bir görüntü biçimine dönüşür. Siyah / Beyaz fotoğraf
malzemelerinin banyo işlemleri aşamaları:




Geliştirme,
Durdurma,
Saptama,
Yıkama ve Kurutma
(‘Duyarlık, Geçirgenlik, Matlık, Kararma, Pozlanma, Karakteristik Eğri,
Gamma, Gren, Ayırma Gücü, Genel Duyarlık, Bağıl Açıklık, Filtre Ekseni ve
Kızılötesi Filmler’ kavramlarını Prof. Dr. Ahmet YAŞAYAN’ın Fotogrametri
kaynağından takip ediniz)
Fotogrametri I Ders Notları
Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ
30
GELECEK HAFTA:
Fotogrametride Kullanılan Hava Kameraları
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
31
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
32

Download Report