Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

UZAKTAN ALGILAMA. Elektromanyetik spektrum çeşitli dalga boylarındaki ışınan enerjiyi kapsar. Pratikte elektromanyetik spektrum, çeşitli dalgaboyu bölgelerine.

Benzer bir sunumlar


... konulu sunumlar: "UZAKTAN ALGILAMA. Elektromanyetik spektrum çeşitli dalga boylarındaki ışınan enerjiyi kapsar. Pratikte elektromanyetik spektrum, çeşitli dalgaboyu bölgelerine."— Sunum transkripti:

1 UZAKTAN ALGILAMA

2 Elektromanyetik spektrum çeşitli dalga boylarındaki ışınan enerjiyi kapsar. Pratikte elektromanyetik spektrum, çeşitli dalgaboyu bölgelerine ayrılmıştır. Elektromanyetik ışınlar, atmosfer, su ve başka ortamlardan değişik oranlarda geçebildikleri gibi uzay boşluğundan da geçebilen tek enerji türüdür. Bu nedenle, uzaktan algılama tekniği uzaydan elektromanyetik dalgalarla uygulanabilmektedir

3 Işınların boşlukta ve atmosferdeki hızları sabit ve yaklaşık, C= km/sn dir. Başka ortamlardan geçiş hızı: C s =C a /n dir. C s : başka bir madde içindeki hız, C a : atmosferdeki hız, N: söz konusu maddenin kırılma indisidir Elektromanyetik ışınların harmonik dalgalar halinde yayıldığını kabul eden kurama göre, dalgaboyu( ), hız C ve bir saniyedeki titreşim sayısı (f) ile gösterilirse: C=f. Bağıntısı kurulur. Buna göre, frekansın dalga boyu ile ters orantılı olduğu görülür Enerjinin cisimlerle ilişkisi Kwantum Teorisi ile açıklanır:

4 E=h.f veya f=C/ olduğundan, E=h.C/ olur. Burada : E: bir Kwantum enerjisi(Joule) H: Planck sabiti (6.626x j.sn.) C: ışık hızı ( m/sn) Buradan dalga uzunluğu ile enerjinin birbiri ile ters orantılı olduğu görülür. Yani dalga uzunluğu arttıkça enerji miktarı azalır. Bu bağıntı uzaktan algılamada önemlidir. Çünkü buradan cisimlerden doğal olarak ışıyan uzun dalga boylu ışınımı algılamanın kısa dalga boylu ışınıma göre daha zor olduğu anlaşılmaktadır

5 1800’ lü yıllarda ingiliz astronom William Herschel bir prizma kullanarak güneş ışığının çeşitli renklere ayrıştığını, karartılmış bir termometreyi renk spektrumuna tuttuğunda her spektrumda ısının değiştiğini gözlemiştir. Aynı zamanda Herschel maksimum ısınmanın kızıl ötesi olarak adlandırılan bölgede yani kırmızıda olduğunu bulmuştur. ** Güneş uzaktan algılamada temel elektromanyetik ışınım kaynağıdır. Mutlak sıfırın ( o K=-273 o C) üzerindeki her cisim az ya da çok elektromanyetik dalga yayınlar **

6

7 Bir kara cisim tarafından yayınlanan maksimum radyasyon kara cisim ışıması olarak adlandırılır. Kara cisim ideal bir objedir (ışıma=1). Bu objenin radyasyonu ışıma ve soğurma özelliği idealdir. Kara cismin ışıması Planck yasası ile ifade edilir.*.* Sıcak bir cisim enerjiyi dalga boyunun yoğunluğunun değişimine bağlı olarak yayar. Işıma aralığı dalga boyunun tepe noktası kaynak ısı ile ilişkilidir. Bir cisim ısınmaya başladıkça dalga boyu kısalmaya başlar ve içerilen tüm enerji dışarıya verilir. **

8 Aşağıdaki diyagramdan da görüleceği üzere ısı arttıkça enerji yoğunluğu da artmaktadır. 500 o K de kırmızı görünen obje 5000 o K de sarıya dönüşür *. Güneş de siyah cisim gibi 6000 o K de ışıma yapar ve maksimumu yeşil bölgede bulunacak şekilde bütün renkleri kapsar

9 Buradan iki önemli kural ortaya konabilir: a) Sıcak cisimler çok enerji yayarlar, b) Cisimler ısındıkça renkleri maviye dönüşür**.** Spektral ışımanın en üst düzeyde olduğu dalga uzunluğu Wien Yer değiştirme yasası ile tanımlanır: ****

10 m =A/T Burada: m : Işımanın maksimum olduğu dalga uzunluğu, A: 2898  m o K, T: ısı, o K dir. Bu formülden artan ısı ile ışımanın maksimum olduğu dalga uzunluğunun azaldığı görülür

11 Atmosfer Etkisi

12 Yeryüzüne gelen güneş enerjisi atmosfer tarafından soğurulma (yutulma), dağıtılma ve yansıtılma gibi işlemler sonucu değiştirilmektedir. Soğurulmanın nedeni, çok atomlu moleküllerin titreşim ve dönmelerinin değişik enerji seviyelerine geçişi olduğu kadar atom ve moleküle bağlı elektronların farklı enerji seviyesine geçişindendir. Saçınma

13 Eğer parçacıkların büyüklüğü parçacığın dalga boyundan küçük ise bu tür saçınmaya Rayleigh Saçınması adı verilir. Oksijen ve nitrojen gibi hava molekülleri küçük moleküllerdir fakat buna karşın ışığın çok kısa dalga boylarında saçınırlar(mavi ve mor). Açık güneşli bir günde gökyüzününü mavi görmemizin nedeni de budur.****** ***

14

15 Saçınımın diğer bir türü de Mie Saçınımıdır.Bulutları oluşturan damlacıklar 20  m çapında olup boyutları görünen dalga boyuna eşittir. Bunun anlamı bulutlara giren tüm ışık her zaman saçınır. *** Öğlen vakti güneş ışınlarının yolu en kısadır ve gökyüzü beyaz gözükür. Bu saçınma atmosferin alt tabakalarında meydana gelir(0-4500m)

16 Bulutlar alçaldığında güneş ışığı yavaş yavaş azalır, böylelikle bulutlar koyu bir görüntüye sahip olurlar ***. Görünen ışığın dalga boyundan çok daha büyük boydaki atmosfer parçacıklarının, hiçbir dalgaboyundaki enerjiyi seçmeden dağıtması işlemine seçici olmayan saçınma denir. Yutulma Atmosferik yutulma(soğurulma) atmosferi meydana getiren bileşenlerin etkin enerjilerinin yutulması ile sonuçlanır. En etkin yutucular su tanecikleri, karbondioksitve ozondur. Atmosferik pencereler atmosferin kısmi olarak geçirebildiği enerjinin dalga boyu genişlikleridir

17

18 Görüldüğü gibi atmosferde en baskın pencere görünür bölge ve radyo dalgaları dir. Buna karşılık X ışınları ve mor ötesi ışınlar çok keskin bir şekilde yutulmuşlardır, Gamma ve kızıl ötesi ışınlar buna göre daha az yutulmuşlardır

19

20 Uzun dalga boylarında atmosfer temel olarak 30 m. dalga boyuna kadar geçirgendir.geçirgen, buna karşın kısa dalga boylarında ; uzak ve orta kızılötesi yakın kızılötesi ve görünür bölgede geçirgen değildir

21 aşagıdaki genelleştirilmiş diyagramda farklı dalga boylarının göreceli olarak atmosfer geçirgenliği gösterilmiştir (http://rst.gsfc.nasa.gov/Intro/Part2_3.html).

22 Mavi bölgeler gelen ve/veya giden radyasyonun minimal geçiş alanını gösterirken, beyaz bölgeler hava molekülleri ile radyasyonun birbiri ile etkileşimde olmadığı atmodferik pencereleri göstermektedir. Bir başka deyişle beyaz bölgede radyasyon emilmez. Atmosfer EM-radyasyonu mid- IR de ve tüm far-IR bölgelerinde neredeyse geçirmez. Mikrodalga bölgesinde bunun tam tersine radyasyonun çoğu geçer, böylece radar dalgalarının çoğu yüzeye ulaşır. (http://rst.gsfc.nasa.gov/Intro/Part2_3.html)http://rst.gsfc.nasa.gov/Intro/Part2_3.html

23 Yeryüzünün uzaktan algılanması sırasında bilindiği gibi görünür, kızılötesi bölgelerinde yansıtılan enerji kullanılır, fakat termal infrared ve mikrodalga bölgelerde yayılan enerji de kullanılır. Tüm bunlar bir görüntünün oluşması ve sayısal olarak analiz edibilmesi için kullanılan elektro manyetik spektrum alanlarıdır. Algılayıcı tarafından algılanan dalga boylarının genişliği ile ilgili fotonların farklı yoğunluklarındaki değişimler görüntüyü oluşturur. (http://rst.gsfc.nasa.gov/Intro/Part2_3.html)http://rst.gsfc.nasa.gov/Intro/Part2_3.html

24 Emilim, Geçirgenlik ve Yansıtma

25 Güneş ışınları yeryüzüne güneşin fotosferik ısısı ile (5600 oC) beklenen dalga boylarında ulaşır. Dalga boylarının aralığı nm veya mic.m. dir. Maksimum güç girişi 480 nm ye yakın olup görünen yeşil bölgede yer alır. Güneş ışınları dünyaya ulaşırken atmosfer bu ışınları emer veya bir bölümünün geri saçılmasına neden olur ve geriye kalanını da geçirir (http://rst.gsfc.nasa.gov/Intro/Part2_3.html).http://rst.gsfc.nasa.gov/Intro/Part2_3.html Geçirilmiş radyasyon kara, okyanus ve atmosferik hedeflere (hava, nem, bulutlar) ulaştığında bu objeler tarafındna üç farklı enerji etkileşimi oluşur: 1- Geçirgenlik, su gibi bazı yüzey maddeler radyasyonun bir kısmını doğrudan geçirir. 2- Emme, radyanun diğer bir kısmı da ortamdaki elektron veya moleküler reaksiyonlar tarafından emilir; sonra bu enerjinin bir kısmı tekrar yayılır. 3- Yansıma, radyasyonun bir kısmı yeryüzüne ulaştıktan sonra yansır ve yüzeyin özelliğine ve o anki ışınların geliş açısına bağlı olarak farklı yönlere dağılır (http://rst.gsfc.nasa.gov/Intro/Part2_3.htmlhttp://rst.gsfc.nasa.gov/Intro/Part2_3.html

26

27 Elektromanyetik enerjin yeryüzeyine çarptığında bir kısmının yansıtıldığı, bir kısmının emildiği ve bir kısmının da geçirildiği daha önceden söylenmişti.

28 Eğer enerjinin geçerken madde tarafından anlamlı bir zayıflamaya uğratılmıyorsa geçirilir, madde tarafından zaptediliyorsa yutulur, eğer enerji yüzeye çarpıp yön değiştiriyorsa yansıtılır Yansıtma ise Tam yansıma: Gelen ışınlar, parlak cilalı yüzeylerde doğrudan doğruya yansırlar. Cisimler ancak ışınımın cisimden geldiği doğrultuda görünürlerse de ışık yoğunluğunun fazlalığı nedeniyle göz kamaşır. Genelde her cisim, etkin gökyüzü ışığı, doğrudan güneş ışığı ve yüzey pürüzlülüğü nedeni ile tam ve dağıtıcı yansımanın etkisindedir. Cisimlerin dağıtıcı yansıtmasına neden olan yüzey pürüzlülüğünün değeri 10  m ile 0.1  m arasında değişir. Gelen ışınımın dalga uzunluğuna göre değişen yansıma daima tam yansıma ile dağınım yansımanın bileşiminden oluşur. Yansıtma obje tarafından üzerine düşen ve yansıtılan enerjidir. Spektral yansıtma; verilen bir dalga boyunda obje tarafından yansıtılan enerjidir

29

30 Spektral yansıma eğrisi; dalga boyunun bir fonksiyonu olarak obje tarafından yansıtılan enerjinin parçasını gösterir.

31 Spektral işaret; bir objenin spektral yansıma eğrisinin göstergesidir

32

33 IdealGerçek Enerji Kaynağı Aynı formda Zamana, dalga boyuna ve mekana bağlı olarak değişen formda Algılayıcı ve veri bir görüntüden yansıtılan enerjinin mutlak değerini elde edebilmek için algılayıcı ve veri kalibre edilmelidir Atmosferetkisiz atmosfer algılayıcı tarafından algılanan enerjinin spektral dağılımını ve gücünü değiştirir. Atmosferik etkiler zamana ve mekana bağlı olarak değişir.. Atmosferik etkilerin giderilmesi için bazı kalibrasyon formlarına ihtiyaç vardır. Yüzey etkileşimleri tek & bilinen kesin farklı materyaller spektral olarak aynı özelliği gösterebilirler bazı obje özellikleri için enerji/madde ilişkileri sınırlı olarak Algılayıcı Tüm dalga boylarına duyarlı Özel detaylı veri üretir Tüm algılayıcıların sınırlı algılama kapasiteleri vardır Sık kalibre edilmeleri gerekir Veri Eş zamanlı işlem ve yorumlama Algılayıcı verisinin anlaşılabilir bir şekle dönüşyürülmesi deneyim, zaman ve aletlere bağlıdır. Kullanıcılar Kullanıcılar uzaktan algılama konusunda bilgi sahibi Uzaktan algılama sistemleri tarafından üretilen veriler, sadece bu konuda uzman kişiler tarafından bilgiye dönüştürülebilir.

34

35

36

37


"UZAKTAN ALGILAMA. Elektromanyetik spektrum çeşitli dalga boylarındaki ışınan enerjiyi kapsar. Pratikte elektromanyetik spektrum, çeşitli dalgaboyu bölgelerine." indir ppt

Benzer bir sunumlar


Google Reklamları