UZAKTAN ALGILAMANIN TEMEL PRENSİPLERİ Doç. Dr. Oğuz Güngör Karadeniz Teknik Üniversitesi Jeodezi ve Fotogrametri Mühendisliği Bölümü 61080 Trabzon ogungor@ktu.edu.tr 28.09.2015

Uzaktan Algılama Nedir? 28.09.2015

Sıradışı Tanımlar Uzaktan Algılama dünyayı küçük çok renkli karelere bölme ve bu karelerle bilgisayarda oynayarak erişilmesi başka türlü mümkün olmayan bilgileri ortaya çıkarma sanatıdır. - Jon Huntington, CSIRO Exploration, Geoscience, Australia Uzaktan algılama resim yapmanın en pahalı yoludur. - Andrew Bashfield, Intergraph Corparation 28.09.2015

Mozaiklerin yapım tekniği ile dijital görüntüler arasında bir benzerlik var mı? 28.09.2015

Geleneksel Tanım Uzaktan algılama bilimi; Bir hedef nesneden yayımlanan veya yansıyan elektromanyetik radyasyonun hedef nesne ile herhangi bir temas olmaksızın uzak bir noktadan bir cihaz veya gözlemci tarafından ölçülerek kaydedilmesi ve toplanan bu ölçümlerin analizi ve yorumlanmasıdır. Uzaktan algılama ile dünyanın gözlenmesi deyince atmosfer, kara parçaları, okyanuslar veya buz yüzeylerindeki nesnelerden yayılan veya yansıyan elektromanyetik radyasyonun uçaklar veya uydulardaki algılayıcılar yardımıyla ölçülerek yorumlanması, yeryüzündeki veya atmosferdeki nesnelerin yapıları ve dağılımları ile yapılan ölçümler arasında ilişkiler kurulmasıdır. Uzaktan algılama denince hedef nesne hakkında ölçme ve algılama işlemlerinde elektromanyetik enerjinin kullanıldığı yöntemler kastedilir. 28.09.2015

Uzaktan Algılamaya Örnekler ???? İnsanın Gözü ile görmesi bir uzaktan algılama mıdır? Gözün bir nesneyi görmesi demek, o nesneden yansıyan elektromanyetik radyasyonun (yanı ışığın) göz tarafından algılanıp beyne iletilmesi ve beyin tarafından işlenmesidir. Peki, fotoğraf makinesi ile bir yerin fotoğraflanması? Bir yerin fotoğrafının çekilmesi demek hedef nesnelerden yansıyan ışığın bir filme kaydedilmesi demektir. Aynı şekilde uydulardaki tarayıcılarda yeryüzündeki nesnelerden yansıyan elektromanyetik enerjiği (ışığı) kaydederler ve böylece dijital görüntüleri oluştururlar.

Uzaktan Algılama ile Dünyayı Gözlemleme Dünya yörüngesinde çok sayıda uydu dünyayı gözlemlemek amacıyla dolanmaktadır. Bu uydular çeşitli amaölar için dünyamız hakkında bilgiler toplamakta ve yeryüzüne göndermektedirler. Dünya gözlem uyduları: bilimsel araştırmalar, endüstri, çevre, mühendislik, şehir planlama, ziraat, meteoroloji, eğitim, ticaret ve diğer insan odaklı uygulamalara yön verecek veriler toplamaktadır.

Uzaktan algılama nasıl çalışır ? Atmosferdeki veya yeryüzündeki farklı nesneler elektromanyetik enerjiyi farklı oranlarda yansıtır, soğurur, iletir veya yayımlar. Farklı nesneler üzerinden farklı oranlarda yansıyan ve yayımlanan elektromanyetik enerjinin miktarının ölçülüp yorumlanması ile bu nesneler birbirlerinden ayrıştırılarak tanımlanabilir. 28.09.2015

Günümüzde Uyduları Neleri İzlemede Kullanıyoruz : Okyanuslar Ozon Havadaki toz Yangınlar Rüzgar Bitki örtüsü Kar Kutuplardaki ve dağlardaki buz kütleleri Yağış Hava kirliliği Bulutlar Kasırgalar Okyanus sıcaklıkları 3-D konumlar Sehir gelişimleri Ormansızlaşma ve kuraklaşma Seller Hatta depremler ...... 28.09.2015

Günümüzde Uzaktan Algılama İçin Kullanılan Platformlar Uçak Yersel Uydular 28.09.2015

Sensör Çeşitleri Uzaktan algılamada sensörler, elektromanyetik spektrumun degişik bölgelerindeki radyasyonu algılayarak görüntüler oluşturabilirler. Bu insan gözünün görebildiği ışık olabileceği gibi insanların göremeyeceği bölge de olabilir. Örnek: Bir sensör sadece elektromanyetik spektrumun yeşil dalga boylu kısmını algılayacak şekilde dizayn edilmiş olabilirken, başka bir sensör sadece kızılötesi blgeyi algılayacak şekilde üretilmiş olabilir. Sensörler görüntüyü oluşturmak için ihtiyaç duyulan enerjiyi hangi kaynaktan sağladıklarına göre ikiye ayrılırlar Pasif sensörler (Harici ışık kaynağı kullanan sensörler) Aktif sensörler (Kendi enerjilerini üreten sensörler)

Aktif ya da Pasif Sensörler Pasif sensörler, enerji kaynağı olarak güneş ışınlarını kullanan sensörlerdir. Hava Fotoğrafı (genelde uçaklardan çekilir) Whiskbroom Tarayıcılar (genelde uydudan çekilir) Pushbroom Tarayıcılar (genelde uydudan çekilir) pasif sensörlere örnek olarak verilebilir Aktif Sensörler, enerji kaynağı kendileridir. Mikrodalga Görüntü Lazer Radar

Pasif Sensörler enerji kaynağı atmosfer Genelde hedefi görüntüleyebilmek için harici bir ışık kaynağına gerek duyan (yani, güneş ışığına gerek duyan da denilebilir) sensörlere pasif sensörler denir. Pasif sensörlerin bazı dezavantajları vardır: Sadece hedef nesneden doğal olarak yansıyan bir enerji varsa çalışır. Bu sebeple, güneş ışığının hiç olmadığı veya çok yetersiz olduğu gece boyunca çalışmaz. Bu durumda sadece termal kameralar çalışabilir, onlar da ancak sensöre yeterli seviyede termal enerji ulaşırsa. Gökyüzü bulutluysa yine pasif sensörler bulutların altını görüntüleyemezler. atmosfer sensör enerji kaynağı Güneş Kaynak: http://www.esa.int/esaMI/Education/SEMP67SJR4G_1.html#subhead2

https://directory.eoportal.org/presentations/7484/10000800.html GeoEye-2 (WorlView-4 olarak ismi değiştirildi, çözünürlük 0,30 m, 2016 nın ortalarında fırlatılacak. ) IKONOS http://www.satnews.com/cgi-bin/story.cgi?number=1485529201 http://www.geoeye.com/CorpSite/promotions/GeoEye-2.aspx

Aktif Sensörler http://www.es.ucsc.edu/~hyperwww/chevron/pas_act.html Aktif sensörler hedef nesneyi görüntüleyebilmek için gerekli olan enerjiyi kendileri üretirler Ürettikleri enerjiyi bir anten vasıtasıyla hedef nesneye gönderirler ve yansıyıp geri dönen enerjiyi ölçerek hedef nesnenin görüntüsü oluştururlar.

SAR (Synthetic Aperture Radar) RADARSAT http://www.treuropa.com/Home/Technique/SARImagery/tabid/409/Default.aspx http://auracle.ca/news/wordpress-content/uploads/2011/11/remotesensingleft2.jpg

InSAR (Interferometrıc SAR) https://directory.eoportal.org/presentations/7335/12650.html

LIDAR https://www.e-education.psu.edu/lidar/book/export/html/1798

UZAKTAN ALGILAMANIN TARİHİ Galileo 1609 Galileo küçük teleskopu ile güneş üzerinde lekeler olduğunu ve ay yüzeyinin göründüğü kadar düzgün ve yuvarlak olmadığını gördü. Ayrıca samanyolunun sayısız soluk yıldızlardan oluştuğunu gözlemledi Galileo’nun en harika ve o gün için tartışmalı keşfi, jüpiterin uydularını gözlemlemesi ve dünya merkezli bir evrende tüm gök cisimlerinin dünyanın etrafında döndüğü tezi idi. http://stlab.iis.u-tokyo.ac.jp/~wataru/lecture/rsh/history_2.html İlk Hava Fotoğrafı 1858 Gaspard Felix Tournachon (Nadar) ilk hava fotoğrafı çeken kişi olarak bilinir. 520 metre yükseklikten ballon kullanarak Paris şehrine ait hava fotoğrafları çekmiştir. Amaç, şehir plancılarına altlık sağlamaktı. 28.09.2015 http://www.curious-eye.com/photography_pg7.php

Eldeki Mevcut En Eski Hava Fotoğrafı 1860 En eski mevcut hava fotoğrafı Boston kentine aittir ve James Wallace Black tarafından 13 Ekim 1860 tarihinde çekilmiştir. Balonların ilk kez keşif ve casusluk amaçlı kullanımı 1861 http://www.curious-eye.com/photography_pg7.php Sivil savaş süresince Amerikan ordusu balonlardan çekilen fotoğrafları müttefik birlikler hakkında keşif amaçlı bilgi toplamak için kullanmıştır. 28.09.2015 http://www.nationalgeographic.com/eye/sat/satel_2.html

Uçurtma Kullanılarak Çekilen İlk Hava Fotoğrafı 1880 lerin sonu M. A. Batut M. Fransa’da Labruguiere kentine ait fotoğrafları uçurtmaya monte ettiği fotoğraf makinesi ile 1880 li yılların sonlarına doğru çekmiştir. Labruguiere, Fransa, 1889 Fotoğraf: M. A. Batut http://arch.ced.berkeley.edu/kap/background/history1.html Güvercinlerin Kullanılması 1903 Bavarian güvercin şirketi güvercinlerin karınlarına bağlanan kameraları keşif ve casusluk amaçlı fotoğraf çekimlerinde kullanmıştır. Kullanılan kameralarda her 30 saniyede bir çekim yapmaları için kurulmuş bir düzenek vardı. http://www.geog.ucsb.edu/~jeff/115a/history/pigeonremotesensing.html 28.09.2015

Uzaydan Dünyanın İlk Fotoğrafı 1946 Uçak Kullanılması 1908 Wright kardeşler ‘wright flyer’ ismini verdikleri uçakla ilk başarılı uçuşlarını 17 Aralık 1903 tarihinde gerçekleştirdi. 1908 tarihinde Wilbur Wright ve fotoğrafçı L.P. Bonvillain ilk kez uçaktan fotoğraf çektiler. Bundan bir yıl sonra Wilbur Wright ilk kez uçaktan sessiz film çekti. http://www.nasm.si.edu/imagedetail.cfm?imageID=102 Uzaydan Dünyanın İlk Fotoğrafı 1946 İkinci dünya sanaşında hava fotoğrafları daha da önemli hale geldi. İngilizler hava fotoğrafları ile Almanlara ait V-1 ve V-2 roketlerini ve bunların üslerini açığa çıkarttı. Almanlardan ele geçirilen V-2 roketi Amerikalılar tarafından New Mexico üssütnden uzaya fırlatılmış, üzerine patlayıcı yerine kamera yerleştirilmiş ve ilk kez uzaydan dünyanın fotoğrafı çekilmiştir. 28.09.2015 http://www.nationalgeographic.com/eye/sat/satel_3.html

TIROS-1 (Television and Infrared Observation Satellite ) İlk Yapay Uydu (Sputnik) 1957 İlk yapay uydu Sputnik Sovyetler Birliği tarafından 4 Ekim 1957 yılında yörüngeye oturtulmuştur. Sputnik uydusu basketbol topu büyüklüğündeydi ve üzerinde dünyaya radyo sinyalleri gönderen bir veri vardı. Bu sayede sovyetler uyduyu dünyadan takip edebiliyorlardı. Dünyadan alınabilen radyo sinyalleri sembolik olarak sovyetlerin uzaydaki liderliğini temsil ediyordu. Amerikalılar Sputnik’in fırlatılışından tam 4 ay sonra ilk uyduyu uzaya fırlattı. http://www.nationalgeographic.com/eye/sat/satel_4.html TIROS-1 (Television and Infrared Observation Satellite ) 1960 1 Nisan 1960 yılında TIROS-1 uydusu atmosferdeki hava durumunu ve bulutları izleme maksadıyla fırlatıldı. İlk kez çekilen atmostere ait seri görüntüler hemen meteorologlar tarafından kullanılmaya başlandı. 28.09.2015 http://www.nationalgeographic.com/eye/sat/satel_4.html

Küba Füze Krizi 1962 14 Ekim 1962 yılında Amerikan U-2 casus uçakları Küba’da Sovyetlere ait füzelerin ve bunlara ait üslerin olduğunğ doğruladı. http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/95/Usaf.u2.750pix.jpg Soldaki görüntü Sovyet füzelerini, füzelerin taşınma anlarını ve bakımlarının yapıldığı üsleri açık bir şekilde göstermektedir. 28.09.2015 http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/0e/U2_Image_of_Cuban_Missile_Crisis.jpg

Landsat Programı 1972 23 Temmuz 1972 yılında ilk Landsat uydusu fırlatıldı Uydunun adı Earth Resources Technology Satellite (ERTS) idi. Daha sonra uydunun adı Landsat olarak değiştirildi. Uydunun gönderiliş amacı küresel anlamda yeryüzündeki sel, kuraklık gibi doğal afetleri ve yanlış arazi kullanımlarını izlemekti. Landsat programı bünyesinde 6 uydu daha fırlatıldı. En son uydu 15 Nisan 1999 tarihinde fırlatılan Landsat-7 uydusudur. İlk Landsat uydusundan sonra fırlatılan her uydu gerek çözünürlük gerekse teknolojik olarak kendini sürekli yeniledi. http://www.nationalgeographic.com/eye/sat/satel_5.html Landsat programı 1972 yılından bu yana yeryüzüne ait zengin bir görüntü arşivi oluşturmuş, bu sayede yeryüzeyinde oluşan değişiklikler periyodik olarak izlenebilmiştir. Son gönderilen uydu olan Landsat-7 ETM+ (Enhanced Tematic Mapper Plus) algılayıcısı ile hem görünür hem de görülemiyen ışık bölgelerinde yeryüzünü sekiz bantı ile taramaktadır. 2012 Yılında The Landsat Data Continuity Mission (LDCM) isimli yeni bir uydu Landsat programını devam ettirmek amacıyla gönderilecek 28.09.2015