UA'da Görüntünün Esasları PDF

Summary

Bu belge, Uzaktan Algılama (UA) sistemlerinde görüntünün temellerini ele almaktadır. Özellikle çözünürlük kavramına odaklanarak mekânsal, spektral ve radyometrik çözünürlük türlerini açıklamaktadır. Landsat uyduları ve Sentinel sistemleri gibi farklı UA sistemleri hakkında bilgiler sunulmaktadır.

Full Transcript

UA’da Görüntünün Esasları Çözünürlük: Çözünürlük; bir UA sisteminin mekânsal, spektral ve radyometrik detayları kaydetme ve gösterme kabiliyetidir. UA verisinin bu üç detayla olan ilişkisinin yapılacak olan görüntü işleme yöntemlerine etkisi büyüktür. Çözünürlük dört ayrı şekilde kullanılmaktadır....

UA’da Görüntünün Esasları Çözünürlük: Çözünürlük; bir UA sisteminin mekânsal, spektral ve radyometrik detayları kaydetme ve gösterme kabiliyetidir. UA verisinin bu üç detayla olan ilişkisinin yapılacak olan görüntü işleme yöntemlerine etkisi büyüktür. Çözünürlük dört ayrı şekilde kullanılmaktadır. Mekânsal Çözünürlük: Bir görüntüde mekânsal detayın en iyi derecede olmasıdır. Başka bir deyişle, bir görüntüdeki küçük nesnelerin görünürlüğüdür. Çözünürlük piksel boyutu ile sınırlıdır. 51 UA’da Görüntünün Esasları Bir bölgenin dört farklı mekânsal çözünürlükteki görünümleri 52 UA’da Görüntünün Esasları Radyometrik Çözünürlük: Parlaklığın birçok seviyesinin görüntüleme sistemi tarafından kayıt edilebilme yeteneğidir. Sayısal görüntüler için, radyometrik çözünürlük veri depolama birimleri (veya bitler) ile ilişkilidir. Birçok sayısal görüntü 8 bit (2⁸ = 256 değer) veya 16 bit (2¹⁶ = 65.536 değer) olarak dosyalar halinde saklanmaktadır. Örneğin, 8 bit saklanan bir görüntü 256 parlaklık seviyesine sahiptir ve siyah (0) ve beyaz (255) arasında değerler alarak değişmektedir. 53 Bir bölgenin farklı radyometrik çözünürlüklerdeki görünümleri UA’da Görüntünün Esasları Zamansal Çözünürlük: Bir UA sisteminin zamanın belirli aralıklarında aldığı görüntünün sıklık kabiliyetidir. Spektral Çözünürlük: Sensorun dalga boyu aralıklarını iyi derecede tanımlama yeteneğidir. 54 UA Sistemleri Yüksek çözünürlüklü pankromatik* sensorlar (Piksel boyutu 0,5 m ila 6 m). (OrbView/PAN, Ikonos/PAN, QuickBird/PAN, EROS/PAN, IRS PAN, Spot/PAN). Maltispektral sensorlar (4 m ila 30 m mekânsal çözünürlükte). (Landsat/ETM+, Spot/HRG, IRS/Liss3, Ikonos/OSA, CBERS/CCD, Terra/Aster). Meteoroloji uyduları ve diğer düşük çözünürlüklü sensorlar (Piksel boyutu 0,1 km ila 5 km). (GOES/Imager, Meteosat/Seviri, Insat/VHRR, NOAA/AVHRR, Envisat/Meris, Terra/MODIS, Spot/VEGETATION, IRS/WiFS). Radar amaçlı görüntüleme (8 m ila 150 m mekânsal çözünürlükte). (Envisat/ASAR, ERS/SAR, Radarsat/SAR). * Görünür bölge ve yakın kızılötesi bölgesinin tamamını ya da bir kısmını içeren spektral aralıkta 55 elde edilen siyah-beyaz görüntüdür. UA Sistemleri Orta Çözünürlüklü Sistemler: Landsat İlk UA uydusu olan Landsat sistemi ABD tarafından 1972 yılında The Earth Resources Technology Satellite-1 ismiyle (ERTS-1; 1975’de ismi Landsat-1 olarak değiştirilmiştir, 1978’de görevi sonlanmıştır) dünya yörüngesine fırlatılmıştır. Takip eden yıllarda Landsat-2 (1975-1982), Landsat-3 (1978-1983), Landsat-4 (1982-2001), Landsat-5 (1984-2012), Landsat-6 (1993) (Landsat 6 yörüngeye ulaşamamıştır), Landsat-7 (1999-2003, Tarama hattı düzenleyicisi arızalanmıştır) ve son olarak 2013 yılında Landsat-8 dünya yörüngesine yerleştirilmiş ve halen hizmet vermektedir. 2021 sonlarında Landsat-9 fırlatılmıştır. 2030’da ise Landsat Next’in fırlatılması planlanmaktadır. 56 UA Sistemleri Orta Çözünürlüklü Sistemler: Landsat 57 UA Sistemleri Orta Çözünürlüklü Sistemler: Landsat a: Landsat1-3 79 m, Landsat 4-5: 82 m. b: Landsat3 bant 8 fırlatmadan sonra devre dışı kaldı. c: Landsat6 fırlatılış başarısızlığı 58 59 60 UA Sistemleri 61 UA Sistemleri Orta Çözünürlüklü Sistemler: Landsat Landsat-5 MSS (Multispectral Scanning System) ve TM (Thematic Mapper) olarak iki algılama sistemi, Landsat-7 Spektral Bant İsim Yersel Çözünürlük (m) ise ETM+ (Enhanced Thematic Mapper Plus) algılama Aralık (µm) sistemi taşımaktadır. Yeryüzünden 705 km uzakta 1 0,45 - 0,52 Mavi-Yeşil 30 yörüngede dolanan bu iki uydu 185 km tarama 2 0,52 - 0,60 Yeşil 30 3 0,63 - 0,69 Kırmızı 30 genişliğine sahiptir. Landsat-7’nin Landsat-5’den farkı 4 0,76 - 0,90 Yakın kızılötesi 30 termal kızılötesi bandının mekânsal çözünürlüğü 120m 5 1,55 - 1,75 Orta-kızılötesi 30 yerine 60 m olmasıdır. Diğer bir fark ise Landsat-7’ye 8. 6 10,40 - 12,50 Isıl kızılötesi 120 bant olarak 15 m çözünürlüklü pankromatik bant ilave 7 2,08 - 2,35 Orta-kızılötesi 30 edilmiştir. 62 UA Sistemleri Orta Çözünürlüklü Sistemler: Landsat Bant Spektral Aralık (µm) İsim Temel Uygulamalar Kıyı haritaları, toprak bitki ayrımı, orman tipi 1 0,45 - 0,52 Mavi-Yeşil haritalama Bitki örtüsü ayrımı ve bitki canlılığı 2 0,52 - 0,60 Yeşil değerlendirilmesi 3 0,63 - 0,69 Kırmızı Bitki türlerinin ayrımı Bitki türleri, canlılığı, su kütlelerini tanımlama ve 4 0,76 - 0,90 Yakın kızılötesi toprak nemi ayrımı Bitki örtüsü nem içeriği ve toprak nemi, bulutlardan 5 1,55 - 1,75 Orta-kızılötesi kar ayrımı Bitki örtüsü araştırmaları, toprak nem ayrımı ve ısıl 6 10,40 - 12,50 Isıl kızılötesi haritalama Mineral ve kayaç türleri ayrımı, bitki örtüsü nem 7 2,08 - 2,35 Orta-kızılötesi içeriği 63 Landsat-5 teknik özellikleri UA Sistemleri Orta Çözünürlüklü Sistemler: Landsat OLI (Operational Land Imager, İşlevsel Kara Görüntüleyici) ve TIRS (Thermal Infrared Sensor, Termal kızıl ötesi sensör) olmak üzere iki algılayıcıya sahiptir. Coastral/Aerosol: Kıyısal/Aerosol NIR: Near Infrared (Yakın Kızılötesi) SWIR: Shortwave Infrared (Kısa dalga kızıl ötesi) Cirrus: Tüybulut/saçakbulut (Bulutları maskelemek için kullanılır) TIR: Thermal Infrared (Isıl kızıl ötesi) Landsat-8 teknik özellikleri 64 65 66 67 68 UA Sistemleri Orta Çözünürlüklü Sistemler: Landsat OLI – 2 (Landsat 9), Landsat 8'in OLI'sinin bir kopyasıdır ve önceki Landsat spektral, uzamsal, radyometrik ve geometrik niteliklerle görüntüler sağlamaktadır. Özellikleri OLI – 1 ile aynıdır. 69 UA Sistemleri Orta Çözünürlüklü Sistemler: Sentinel Sentinel-1 radar, Sentinel-2 MSI (MultiSpectral Instrument) ve Sentinel- 3 ise; 300 m mekânsal çözünürlüklü 21 banda sahip OLCI, SLSTR (The Sea and Land Surface Temperature Radiometer) Bitkiler (Synergy) Topografik araştırmalar yapan Altimetry, şeklindedir. 70 UA Sistemleri Sentinel-2 SENTINEL-2, bitki örtüsü, toprak ve su örtüsünün izlenmesinin yanı sıra, iç su yollarının ve kıyı alanlarının gözlemlenmesi dahil olmak üzere Copernicus Arazi İzleme çalışmalarını destekleyen geniş alanlı, yüksek çözünürlüklü, çoklu spektral bir görüntüleme uydusudur. 71 UA Sistemleri Sentinel-2 SENTINEL-2 MSI 10 20 ve 60 m mekânsal çözünürlükte farklı spektral aralıklarda bantlara sahiptir. Sentinel-2A Sentinel-2B Sentinel-2 bands Central wavelength (nm) Bandwidth (nm) Central wavelength (nm) Bandwidth (nm) Spatial resolution (m) Band 1 – Coastal aerosol 442.7 21 442.2 21 60 Band 2 – Blue 492.4 66 492.1 66 10 Dalga boyları nm Band 3 – Green 559.8 36 559.0 36 10 (nanometre) cinsinden Band 4 – Red 664.6 31 664.9 31 10 verilmiştir. 1 mm = 10^3 Band 5 – Vegetation 704.1 15 703.8 16 20 µm = 10^6 nm Band 6 – Vegetation red edge 740.5 15 739.1 15 20 Band 7 – Vegetation red edge 782.8 20 779.7 20 20 Band 8 – NIR 832.8 106 832.9 106 10 Band 8A – Narrow NIR 864.7 21 864.0 22 20 Band 9 – Water vapour 945.1 20 943.2 21 60 Band 10 – SWIR – Cirrus 1373.5 31 1376.9 30 60 Band 11 – SWIR 1613.7 91 1610.4 94 20 72 Band 12 – SWIR 2202.4 175 2185.7 185 20 UA Sistemleri Sentinel-2 73 Lake Mackay, Australia, by Copernicus Sentinel-2B Central District, Botswana, by Copernicus Sentinel-2A UA Sistemleri Sentinel-2 Sentinel-2 photograph of the area covered by the 2021 Cumbre Vieja Lake Balaton, Hungary volcanic eruption flow on Monday afternoon 20 September, 2021. 74