UA: Atmosferik Etkileşimler

UA'yı Etkileyen Faktörler

• Uzaktan algılama verilerinde kullanılan elektromanyetik (EM) enerji, güneşten dünya yüzeyine ve oradan da uzaktan algılama cihazına giderken atmosferden geçmelidir.
• Bu süreçte EM enerji emilir, dağılır ve kırılır.

Temel Etkileşimler

• Absorption: Emilme/Soğurma
• Scattering: Saçılıma/Dağılıma
• Reflection: Yansıma
• Transmission: İletim

Dağılma

• Dağılmadan en çok etkilenen spektrum bölümleri mavidir ve morötesidir.
• Bu nedenle, bu bölgedeki ışınımlar uzaktan algılamada pek dikkate alınmaz.
• Mavi ve morötesi bölümleri kaydeden görüntüler, görüntünün kendisinden ziyade atmosferin parlaklığını yansıtır.
• Uzaktan algılama cihazları, filtreler kullanarak kısa dalga ışınımını (mavi ve morötesi) engeller.
• Dağılmanın bir etkisi, enerjinin sensörün bakış alanının dışına yöneltilmesidir.
• Dağılma, sensör tarafından kaydedilen mekânsal detayın azalmasına ve koyu nesnelerin daha açık, açık renkli nesnelerin ise daha koyu görünmesine neden olabilir.

Kırılma

• Atmosferik tabakalardan geçen ışık, tabakaların farklı özelliklerinden (nem, sıcaklık vb.) dolayı kırılabilir.
• Kırılma, ışığın farklı yoğunluklardaki atmosferik tabakalardan geçerken meydana gelir.

Emilme

• Atmosferde emilmeye neden olan başlıca etkenler ozon, karbondioksit ve su buharıdır.
• Emilme sürecinde enerji soğurulur ve bir kısmı kaybolur.

Yansıtma, Yayma ve Emilme

• Doğadaki her şey kendine özgü yansıtma, yayma ve emme özelliklerine sahiptir.
• Bu spektral özellikler, farklı nesneleri ayırt etmek veya nesnelerin fiziksel/kimyasal özelliklerini belirlemek için kullanılabilir.
• Her nesne için özel yansıma eğrisi oluşturulabilir.
• Bu eğriler, dalga boyunun fonksiyonu olarak yansıyan ışınımın bölümlerini gösterir ve her dalga boyundaki yansıma derecelerini verir.

Dünya Yüzeyindeki Malzemelerin Spektral Yansıma Özellikleri

• Su, yaklaşık %10 veya daha az oranda mavi-yeşil bölgesinde yansıma yapar ve daha az oranda kırmızı ve kızılötesi bölgelerde enerji bulundurur.
• Bitki eğrisinde, orta kızılötesi bölümünde su absorbsiyonu 1,4 μm, 1,9 μm ve 2,7 μm değerlerinde görülürken, 0,7 μm ve 1,3 μm arasındaki alana bitki hücre yapısı egemendir.
• Bunun nedeni, görünür dalga boylarında bitki pigmentasyonunun (hücre renklenmesi) etkisidir.
• Toprakta yansıma, dalga boyuyla monoton bir şekilde artar, ancak 1,4 μm, 1,9 μm ve 2,7 μm değerlerinde toprak nem içeriği nedeniyle azalmalar görülebilir.

Bitki Örtüsünün Yansıması

• Klorofil, 0,45-0,67 µm aralığındaki dalga boylarında enerjiyi emer.
• İnsan gözü, bitki yapraklarını yeşil olarak algılamasının nedeni, yapraklardaki yeşil enerjinin yüksek yansımasıdır.
• Spektrumun yakın kızılötesi bölümüne gidildikçe bitki örtüsünün yansıması artar.
• Bu spektral özellik, 0,68-0,75 µm aralığında görülür ve 0,72-1,30 µm aralığı bitki yaprağına gelen enerjinin %40-50'sini yansıtır, ayrıca bitki türlerinin ayrımında kullanılır.
• 1,3 µm'nin ötesinde bitki örtüsü üzerine gelen enerji, herhangi bir iletim olmaksızın temel olarak soğurulur ve yansır.

Uzaktan Algılamada Görüntünün Esasları

• Sensör tarafından kaydedilen ve istasyon tarafından alınan elektromanyetik (EM) enerji, bilgisayar yazılımı tarafından işlenerek görüntü haline getirilir.
• Uzaktan algılama uygulamalarında kullanılabilmesi için görüntülerin piksel, tarama genişliği, bantlar ve çözünürlük gibi ana unsurlara sahip olması gerekmektedir.

Piksel Kavramı

• EM enerji ölçümlerinden elde edilen veriler, grid formatında (satırlar ve sütunlar halinde) hücreler içinde depolanır.
• Uzaktan algılanan görüntülerin en küçük elemanına piksel denir.
• Her piksel içinde ölçülen parlaklık değerleri, sayısal değerler (Digital Number, DN) olarak ifade edilir.
• Pikseller eşit boyutlara sahiptir ve DN değerleriyle birlikte bir bütün olarak görüntüyü oluşturur.
• Görüntünün bilgisayar ekranında görüntülenmesi, hücreler içindeki DN değerlerinin bilgisayar tarafından okunmasıyla sağlanır.

Tarama Genişliği

• Bir uydu dünya yörüngesinde hareket ederken, sensör dünya yüzeyinin bir bölümünü görebilir.
• Tarama genişliği, bu alanın genişliğini ifade eder ve onlarca kilometreden yüzlerce kilometreye kadar değişebilir.

Bantlar

• EM spektrumunun belirli dalga boyları arasındaki ışınımın kaydedilmesiyle farklı spektral aralıklarda görüntüler elde edilir.
• Bu görüntülere bant adı verilir.
• Üç ana renk kanalı (kırmızı, yeşil, mavi - RGB) kullanılarak bantlar birleştirilebilir.
• Farklı bantlar, temsil ettikleri dalga boylarına göre farklı alanların incelenmesinde kullanılabilir.

Bant Özellikleri

• Bant 1: 0,45 - 0,52 μm (Mavi-Yeşil), Yersel Çözünürlük: 30 m
• Bant 2: 0,52 - 0,60 μm (Yeşil), Yersel Çözünürlük: 30 m
• Bant 3: 0,63 - 0,69 μm (Kırmızı), Yersel Çözünürlük: 30 m
• Bant 4: 0,76 - 0,90 μm (Yakın Kızılötesi), Yersel Çözünürlük: 30 m
• Bant 5: 1,55 - 1,75 μm (Orta Kızılötesi), Yersel Çözünürlük: 30 m
• Bant 6: 10,40 - 12,50 μm (Isıl Kızılötesi), Yersel Çözünürlük: 120 m
• Bant 7: 2,08 - 2,35 μm (Orta Kızılötesi), Yersel Çözünürlük: 30 m
• Bu bant özellikleri Landsat-5 uydusuna aittir.

Landsat TM Bantları ve Renklendirme

• Landsat TM'nin 3, 2, 1 bantları (sırasıyla RGB) kullanılarak gerçek renkli görüntüler oluşturulabilir.
• Yapay renklendirme için 4, 3, 2 bantları kullanılabilir.
• Bu kombinasyonda, canlı bitki örtüsü daha belirgin (kırmızı) görünürken, yollar siyaha yakın bir renkte belirir.

Bantların Jeolojik Uygulamaları

• Yapay renklendirme örneği olarak, 7, 4, 2 bant kombinasyonu bölgesel tektonik analizlerde ve jeolojik harita oluşturulmasında kullanılır.
• RGB 742 görüntüsünde farklı renkler farklı mineralleri temsil eder.
• Kırmızı/macenta/pembe renkler mineralleri, siyah/koyu mavi su alanlarını, yeşil ise bitki örtüsünü gösterir.