FOTOĞRAFİK SİSTEMLER Cisimlerin optik olarak resim düzlemine izdüşürülen görüntüleri fotoğraj filmi üzerine kaydedilir. Görüntünün kaydedildiği fotoğraf.

... konulu sunumlar: "FOTOĞRAFİK SİSTEMLER Cisimlerin optik olarak resim düzlemine izdüşürülen görüntüleri fotoğraj filmi üzerine kaydedilir. Görüntünün kaydedildiği fotoğraf."— Sunum transkripti:

1 FOTOĞRAFİK SİSTEMLER Cisimlerin optik olarak resim düzlemine izdüşürülen görüntüleri fotoğraj filmi üzerine kaydedilir. Görüntünün kaydedildiği fotoğraf filmi esas olarak üç tabakadan oluşur

2 Banyo edilmiş filmin koyulaşma derecesine filmin kararması adı verilir ve kararma süresinde geçen ışık akısına bağlıdır. Aynı şekilde kararma, filmden geçirilen ışık miktarı için de bir ölçüdür. Siyah film hiç ışık geçirmezken berrak film ışığı tam olarak geçirir. Bir filme gelen ışıkla geçirilen ışık akısı arasındaki oranın 10 tabanına göre logaritması optik yoğunluğu veya kararmayı tanımlar D=log(gelen/çýkan) Eğer belirli bir emülsiyon için poz değiştirilirse kararmalarda buna karşılık değişir. Bu değişimi veren eğriye kararma eğrisi veya D-eğrisi adı verilir. Bu eğri bir emülsiyonun kararmasının (E.t) ışıklandırmasına bağımlılığını gösterir

3

4 Normal poz kısmındaki doğrunun eğimi film kontrastı için bir ölçü oluşturur ve filmin -değeri veya gradasyonu olarak: =tg=D/logEt şeklinde tanımlanır

5 Hava fotoğrafçılığında genellikle az olan ve atmosfer ışığı ile daha da azalan cisim kontrastına karşılık yeterli kontrastda bir resim elde etmek üzere yüksek kontrast veren büyük  değerli filmler kullanılır (= ) Gradasyonun bağlı olduğu koşullar(photogrammetrische taschenbuch,wichmann,1989)

6 Film Türleri Filmler iki ana gurupta toplanabilir: siyah-beyaz renkli siyah beyaz filmler renk duyarlıklarına göre alt guruplara ayrılabilir : Monokromatik film: emülsiyon ışığın yalnız mavi kısmına duyarlıdır. Duyarlık bölgesi m. arasındadır. Maviye duyarlı bu filmler x-ışınları, -ışınları, morötesi ışınlardan da etkilenirler. Bu filmler ince grenli, yavaş, yüksek çözünürlüklü olup siyah-beyaz negatif hava resimlerinin fotogrametrik değerlendirme aletlerinde çalışması amacı için kontakt baskı ile çoğaltılmasında kullanılırlar.

7 2. Ortokromatik film: emülsiyon mavi ve yeşile duyarlıdır. Bugün için
kullanılmazlar(Örmeci,1987). 3.Pankromatik film: m yani göz ile aynı dalga uzunluklarına duyarlıdır. En çok kullanılan film türü olup turuncu renge özellikle duyarlıdır. Yeşil renge karşı yeterince duyarlı olmadığı için bitkilerin ayırd edilmesi güçtür(Örmeci,1987). 4. Kızılötesi film: kızılötesi ışının varlığı ısı etkisinden anlaşılabilir Kızılötesine karşı duyarlı filmler m ve dalga uzunluklarına yani mor ile mavi ve kızılötesi ışınlara duyarlıdır. Filmin gri renk tonları cisimlerin renk tonundan çok, cisimlerin kızılötesi ışınımı yansıtma yeteneğini gösterir. Örneğin genişyapraklı bitkiler kızılötesi ışınımı daha az yansıttıklarından koyu gri renk tonunda gözükürler. Bu özellik sayesinde ağaç türlerinin ayırd edilmesi, yeşile boyanarak kamufle edilmeye çalışılmış cisimlerin saptanması, bitki örtüsünün belirlenmesi olanaklıdır(Örmeci,1987).

8 Renkli film: Normal renkli film:Görünür ışık m dalga uzunlukları arasındadır. Beyaz ışık 0.1m lik band genişliklerine bölünürse üç eklemeli renk elde edilir: mavi, yeşil, kırmızı(Örmeci,1987). · Kızılötesi renkli film:Renkli film emülsiyonundaki mavi renge duyarlı tabakanın yerini kızılötesine duyarlı tabaka alır. Emülsiyon yeşil, kırmızı ve kızılötesine duyarlıdır(Örmeci,1987).

9 (photogrammetrische taschenbuch,wichmann,1989)

10 (photogrammetrische taschenbuch,wichmann,1989)

11 (photogrammetrische taschenbuch,wichmann,1989)

12 Robinson. A. vd. , Elements of Cartography,ISBN
Robinson.A. vd., Elements of Cartography,ISBN ,1995,John Wıley&Sons,Inc.,New York

13 FOTOĞRAFİK OLMAYAN SİSTEMLER
Fotoğrafik olmayan sistemleri şu şekilde sınıflandırmak olanaklıdır: Elektro-Optik Sistemler Optik-Mekanik Tarayıcılar Optik-Elektronik Tarayıcılar TV-Kamerası Radyometre Spektrometre Mikrodalga Algılayıcıları Pasif Mikrodalga Radyometresi Radar PPI (Düzlemsel Göstergeli) SLAR(Yan Görüşlü) Radar PPI (Düzlemsel Göstergeli) SLAR(Yan Görüşlü)

14 Elektro-Optik Sistemler
Elektro-optik algılayıcılar optik kafa, elektronik kısım ve çıkış birimi olmak üzere üç ana kısımdan oluşur. Bu sistemler görünür, kızılötesi ve dalga uzunluklarının 1m<<3m olduğu bölgelerde kullanılırlar. Görüntü veren ve vermeyen elektro-optik algılama sistemlerinin ana elemanı ışınım dedektörleri ve görüntü tüpleridir. İki tür dedektör tipi vardır(Örmeci,1987): Isıl dedektörler Algılanan ışınıma bağlı olarak ısılarını, ısıya bağlı olarak da elektriksel dirençlerini değiştirirler. Isıya duyarlı iki farklı metalin birleşim noktasında ısıya bağlı olarak bir elektrik akımı doğar. Isıl dedektörler, dalga uzunluğundan bağımsız olup, duyarlıkları azdır(Örmeci,1987)

15 Kuvantum veya foton dedektörler.
Işınımdan gelen foton, dedektör malzemesindeki enerji düzeyi ile doğrudan doğruya karşılıklı etki sonucu serbest akım taşıyıcıları oluşturur. Düşük bir enerji düzeyinde kristal dedektörün değerlik bandında yer alan elektriksel yük taşıyıcalr, gelen ışınıma ait fotonun enerjisi (h.) değerlik(valans) bandı ile iletim (iletkenlik) bandı arasındaki geçiş enerjisinden (Eg) daha fazla ise iletim bandına geçerler ve dedektörde elektrik işaretlerinin doğmasına neden olurlar. h Planck sabitini,  frekansı Eg değerlik bandı ile iletkenlik bandı arasındaki geçiş enerjisini göstermek üzere dedektörün duyarlığı h.  Eg olması ile mümkündür. c ışık hızını,  uzunluğunu göstermek üzere bu deyim: hc/Eg hc/Eg=kr

16 buradan her dedektör imal edildiği malzemenin kritik dalga uzunluğuna (kr) kadar duyarlıdır. Sonucu çıkar(Örmeci,1987). Diğer taraftan belirli foton dedektörün duyarlığı, dalga uzunluğu kritik dalga uzunluğuna göre küçüldükçe azalır. Bu nedenlerden ötürü geniş bir elektromenyetik bölgede akgılama yapılmak isteniyorsa değişik malzemelerden imal edilmiş foton dedektörlere gereksinim duyulur(Örmeci,1987)

17

18 1-InAs PC (90hz) 2-PbS(Kurşun sülfit) PC (90Hz) 3-InSb(İndium Antimonit) PV (900Hz) 4-Ge:Au PC (900 Hz) 5-InSb,PC (900Hz) 6-Ge:Hg (35oK) 7-Ge:Cd,PC (4.2 oK ,500Hz) 8-Thermocouple (5Hz) 9-As-Thermistor bolometer (10 Hz). (Örmeci,1987).

19 Foton dedektörleri , gelen ışınımın miktarına ve dalga uzunluğuna bağlı olarak ya elektriksel dirençlerinin (foto iletken PC), ya da çıkış gerilimlerinin (foto voltaik PV) değişmesine bağlı olarak iki ana türde davranış gösterirler. Uzaktan algılama sistemlerinde yaygın olarak kullanılsalar da 7.0 m den sonra soğutulmaları gerektiği için sakıncalı tarafı vardır.(Örmeci, 1987). EM spektrumun görünen ve yakın kızılötesi bölgesinde genellikle gelen ışınımın fotokatod malzeme ile kaplı ekranından elektron çıkarttığı kamera tüpleri kullanılır. Değişik türleri olmasına karşın genellikle bütün tüplerde optik görüntü ışığa duyarlı ekranda elektriksel yük modeli olarak saklanır. Orikon ve vidikon tüpleri olmak üzere iki ana tür söz konusudur(Örmeci,1987).

20 Optik Mekanik Tarayıcılar
Fotoğrafik bölgenin dışında =1.2m den daha büyük dalga uzunluklarında görüntü vermeleri en büyük üstünlükleridir. Görüntü tek bir spektral bölgede veya multispektral bölgede elde edilebilir. Yeryüzünden uçuş yüksekliği H(m), tarayıcı optiğin algılama konisi tepe açısı  (rad), toplam tarama açısı , algılam doğrultusu ile düşey eksen arasındaki açı  ise bir optik-mekanik tarayıcının yeryüzündeki çözebilirliği, yani piksel boyutu: a=.H/cos2 b=.H/cos olup, bir tarama şeridinin uzunluğu s=h.tg/2 dir.(Örmeci,1987)

21

22 Elektro optik ve spektral görüntü tarayıcıları yansıtılan elektromanyetik enerjinin parlaklığını ölçen algılayıcıların kullanımı ile sayısal görüntüler üretirler. Tarayıcılar, kullanılan algılama sisteminin türüne bağlı olarak bir ya da birden fazla algılayıcı kullanırlar ( Tarayıcıların bir türü wiskbroom tarayıcı olarak adlandırılır. Bu tür tarayıcılar ile bir arazi parçası algılayıcı platformu yönünde ve platforma dik doğrultuda bie yandan öbür yana tıpkı bir el süpürgesi gibi tarar. Bu taramanın genişliğine tarama şeridi adı verilir. Döner aynalar ışığı tek yada daha fazla tarayıcının gurup halinde bulunduğu bir noktaya geri yansıtırlar. Wiskbroom tarayıcılar çok büyük oldukları için yapıları da çok karmaşıktır. Hareket eden aynalar görüntü verisi kullanıcıya ulaşmadan önce veri üreticisi tarafından ön işlem ile düzeltilmesi gereken mekansal distorsiyonlar yaratırlar. Wiskbroom tarayıcıların üstünlüğü diğer tarayıcı tiplertine nazaran kalibre edilmesi gereken tarayıcı sayısı daha az dır (

23

24 Sensorun IFOV' u platformun yüksekliği mekansal çözünürlüğü belirler
Sensorun IFOV' u platformun yüksekliği mekansal çözünürlüğü belirler. Aynanın tarama açısı derece cindinden ifade edilir. Tarama şeridinin genişliğini belirler ve bir tarama şeridinin kayıt edilmesini Sağlar (

25 Robinson. A. vd. , Elements of Cartography,ISBN
Robinson.A. vd., Elements of Cartography,ISBN ,1995,John Wıley&Sons,Inc.,New York

26 Robinson. A. vd. , Elements of Cartography,ISBN
Robinson.A. vd., Elements of Cartography,ISBN ,1995,John Wıley&Sons,Inc.,New York

27 Optik-Elektronik Tarayıcılar
Optik elektronik tarayıcılarla arazi şeritler şeklinde algılanır. Bir başka deyişle bir tarama satırı sonucunda arzide bir şerit aynı anda algılanmış olur.

28 Objektifin görüntü düzleminde yer alan dedektör dizisinin toplam uzunluğu s', dizideki dedektör elemanının büyüklüğü a' , objektifin odak uzaklığı f, ışıklandırma süresi t, uçuş hızı v ve yeryüzünden yüksekliği H ise bir pikselin boyutları a=H.a'/f b=v. t olup bir algılama şeridinin uzunluğu: s=H.s'/f=2h.tg/2 dir(Örmeci,1987).

29 Satır tarayıcıların diğer aynı zamanda literatürde pushbroom tarayıcılar olarak adlandırılır.
Pushbroom tarayıcıdaki tarayıcılar doğrusal alan adı verilen bir sıra halinde dizilmiştirler. Algılayıcı sistem ileri doğru hareket ederek tarama yapılır. Tek boyutlu algılayıcı tıpkı bir itmeli süpürge gibi tüm tarama çizgisini aynı anda oluşturur. Bazı yeni tarayıcılar her band için satır ve sütün yapısında iki boyutlu algılayıcılar içerirler. Pushbroom tarayıcılar whiskbroom tarayıcılardan daha az hareket eden parçaları olduğu için daha hafif, daha küçük ve daha basittirler. Aynı zamanda bu tarayıcıların radyometrik ve mekansal çözünürlükleri daha yüksektir. Pushbroom tarayıcıların bir sakıncası vardır. Bu da algılayıcı sistemi oluşturan algılayıcıların çok oluşudur (

30

31 (

32 LANDSAT

33 Landsat serilerinin ilki LANDSAT-1 dir
Landsat serilerinin ilki LANDSAT-1 dir. Landsat-1 23 Temmuz 1972 yılında fırlatılmıştır ve o zaman ERTS-1 olarak adlandırılmıştır (Earth Resource Technology Satellite) . Ardında 1978 yılında LANDSAT-2 Fırlatılmıştır ve 1984 yılları arasında sırası ile LANDSAT-3,4 ve 5, 1993 yılında LANDSAT-6 fırlatılmış fakat yörünge hatası yüzünden aktif Hale gelememiştir. LANDSAT yılında fırlatılmıştır. Şu anda LANDSAT-5 ve 7 aktiftir.

34

35 IFOV= 15.40

36

37

38

39

40

41

42

43 Resolution Landsats (meters) Band Band Band Band Band Band Band

44

45 SPOT

46

47

48

49

50

51

52 10 m resolution, 10 m pixel size
                            10 m resolution, 10 m pixel size

53 30 m resolution, 10 m pixel size

54 80 m resolution, 10 m pixel size

55 Pixel Size = 10 m Image Width = 160 pixels, Height = 160 pixels
                         Pixel Size = 10 m Image Width = 160 pixels, Height = 160 pixels Pixel Size = 20 m Image Width = 80 pixels, Height = 80 pixels Pixel Size = 40 m Image Width = 40 pixels, Height = 40 pixels Pixel Size = 80 m Image Width = 20 pixels, Height = 20 pixels

56 . 8-bit quantization (256 levels) 6-bit quantization (64 levels)
                         8-bit quantization (256 levels) 6-bit quantization (64 levels) 4-bit quantization (16 levels) 3-bit quantization (8 levels) 2-bit quantization (4 levels) 1-bit quantization (2 levels)