uzaktan algılama ve CBS

[trzghi]

Yeryüzünden belirli uzaklıklara, atmosfere veya uzaya yerleştirilen platformlara monte edilmiş ölçüm aletleriyle yeryüzünde bulunan doğal ve yapay objeler hakkında bilgi alma ve değerlendirme teknikleri olarak tanımlanabilmektedir.

Günümüzde yerküre ile uğraşan tüm bilim dalları uzaktan algılamayı kullanmaktadır. Jeolojik çalışmalarda yeryüzü şekillerinin incelenmesi, doğal afetler, yapısal jeoloji ve özellikle doğal kaynakların incelenmesi vb. önemli kullanım alanları bulunmaktadır. Bununla birlikte, Hidrojeoloji, botanik, tarım ve meteoroloji alanlarında etkili şekilde kullanılmaktadır



Uyduların yeryüzünden veri toplaması

Veri toplama işlemi elektromanyetik alanlar ve kuvvet alanları içinde oluşan spektral farklılıkların ölçülmesiyle yapılmaktadır

Uzaktan algılamanın temel prensibi; her cismin aynı ışık kaynağına farklı dalga boylarında gösterdikleri farklı tepkiler olarak ifade edilebilinir. Bu görüşten yola çıkarak uzaktan algılama insan gözünün göremediği dalga boylarından da veri sağlayarak yorumlamaya giden süreçte eldeki veri setini zenginleştirir.

Elektromanyetik spektrumun uzaktan algılama çalışmaları ile ilgili bölümü ikiye ayrılmaktadır
A-Yansıma Dalga Boyu Bölgeleri
K Ö: Kızıl Ötesi

M Ö: Mor Ötesi

B-Yayılma Dalga Boyu Bölgeleri
Termal Kızıl Ötesi
Mikrodalga
Pasif mikrodalga, Aktif mikrodalga, Süper yüksek ve Ultra yüksek frekans
- Mikrodalga Görüntüleme
1mm – 1 m arasında dalga boyunda elektromanyetik spektruma sahip görüntülerdir. En büyük özellikleri gaz ve bulutlardan hemen hemen hiç etkilenmeden görüntü sağlamasıdır. RADAR görüntüleme sistemi olarak da adlandırılmaktadır
- Termal Görüntüleme
Evrendeki tüm maddeler -273 0 C üzerinde bir enerji yaymaktadır. Evrende enerji soğuran bir madde aynı zamanda enerji yaymaktadır. Yayılan enerji kütlenin ve sıcaklığının bir özelliğidir. Bu termal kızılötesi alıcıları ile görüntülenmektedir.
Algılayıcılar (Sensörler)
Jeolojik Uzaktan Algılama çalışmalarında Yararlanılan Bazı Uydu Alıcıları
Algılayıcı Yörüngeye Çıkış Tarihi Ülke
LANDSAT 1972 ABD
SPOT 1986 Fransa
SPOT5 2002 Fransa
ERS 1991 Avrupa
RADARSAT-1 1995 Kanada
RADARSAT-2 2003 Kanada
IRS 1995 Hindistan
JERS 1992-1999 Japonya
TERRA / ASTER 1999 ABD/Japonya
EO1 / Hyperion 2000 ABD
BilSat 2003 Türkiye
ALOS / PALSAR 2006 Japonya

Landsat TM
Landsat-I (TM:Thematic Mapper) 1972 yılında NASA tarafından uzaktan algılama çalışmalarında kullanılmak üzere fırlatılan ilk uydudur. Landsat 1 ardından 2, 3, 4, 5, 6, ve en son 1999 yılında Landsat 7 (ETM+ : Enhance Thematic Mapper)uydusu yörüngeye oturtulmuştur. Yeryüzünden 705 km yükseklikte yörüngede dönmektedir. Yeryüzü üzerinde aynı alanı 16 günde bir tarar. Görüntü büyüklüğü 185x185 km'dir.
Ana kayaç tipi tanımlaması (magmatik, metamorfik, sedimanter), volkanik aktivite haritalaması, dom-kaldera yapıları, geniş bölgesel yapıların belirlenmesi, çizgisel ve dairesel yapıların belirlenmesi, hidrotermal alterasyon alanlarının belirlenmesinde, jeotermal enerji çalışmalarında vb. jeolojik amaçlar için kullanılmaktadır
Bant Spektral Aralık ( µm) Çözünürlük (m)
1 0.450 - 0.515 Mavi Görünür 30
2 0.525 - 0.605 Yeşil 30
3 0.630 - 0.690 Kırmızı 30
4 0.750 - 0.900 Yakın Kızılötesi Yakın KÖ 30
5 1.55 - 1.75 Kısa dalga Kızılötesi KÖ 30
6 10.4 - 12.5 Termal Kızılötesi TKÖ 60
7 1.09 - 2.35 Kısa dalga Kızılötesi KÖ 30
Pan 0.520 - 0.900 Görünür 15


Landsat TM Bant Özellikleri ve Kullanım Alanları
Bant Kullanımı
1 Bitki ve toprak arasındaki farklılıkları, ormanlık alanları ve kıyı çizgisinin haritalanması
2 Canlı bitkilerin yeşil bölümleri
3 Farklı bitki türlerinin tespiti, litoloji ve toprak arasındakı sınırın saptanmasında
4 Bitkilerin miktarını saptamada, litolojilerin tanımlanmasında, toprak/litoloji ve kara/su arasındaki kontraslığı gösterir
5 Kurak alanlar, su miktarı, kar ve buz arasındaki farkın bulunmasında
6 Sıcaklık miktarı, bitkiler, termal kirliliğin ve jeotermal alanların belirlenmesinde
7 Litoloji ve toprak arasındaki sınırın belirlenmesinde, toprak ve bitkilerdeki su miktarının saptanmasında


Landsat TM bant özelliklerine göre endeksler
eindeksler
işlemler

Bitki indeksi
B4-B3

Normalize Fark Bitki İndeksi (NDVI)
(B4-B3) / (B4+B3)

Demir Oksit
B3/B1

Kil Mineralleri
B5/B7

Demirli Mineraller
B5/B4

Mineral Kompozisyonu
B5/B7 , B5/B4 , B3/B1

Hidrotermal Kompozisyon
B5/B7 , B3/B1 , B4/B3



--------------------------------------------------------------------------------

ASTER
1999 yılında NASA 'ya ait TERRA uydusuna monte edilmiştir. Dünya çevresinde dairesel olarak yer yüzeyinden 705 km uzaklıkta kutuplara yakın bir yörüngede dönmektedir. Yörüngede güneşle eş zamanlı olarak ve yerel saatle sabah saat 10.30 'da yaryüzünden veri toplamaya başlamaktadır. Uydu üzerinde beş ayrı modül bulunur. Yüksek alansal (spatial), tayfsal (spektral) ve radyometrik çözünürlüğe sahip toplam 14 bant spektral aralığa sahiptir. Görüntü büyüklügü 60 x 60 km 'dir
Bant Spektral Aralık ( µm) Alansal çözünürlük (m)
1 0.52-0.60 15
2 0.63-0.69
3 0.78 - 0.86
3N 0.78 - 0.86
4 1.60-1.70 30
5 2.145-2.185
6 2.185-2.225
7 2.235-2.285
8 2.295-2.365
9 2.360-2.430
10 8.125-8.475 90
11 8.475-8.825
12 8.925-9.275
13 10.25-10.95
14 10.95-11.65

Aster görüntüleri özellikle kayaç tipi tanımlaması, ayrıntılı volkanik aktivite haritalaması, çizgisel ve dairesel yapıların belirlenmesi, hidrotermal altersyon alanlarının ve mineralojik zon haritalarının hazırlanması, jeotermal alanların belirlenmesi, stereoskopik üç boyutlu görüntü elde edilmesi vb. gibi jeolojik amaçlara yönelik olarak kullanılmaktadır. Bu kullanım alanlarından en önemlisi Aster görüntülerinin 14 spektral aralığına sahip olmasından dolayı, mineral ve alterasyon haritalarının daha ayrıntılı bir şekilde oluşturulmasıdır. Bu işlem sonucunda olası maden potansiyeline sahip bölgeler hakkında mineral bazında ayrıntılı bilgiye sahip olunmaktadır.
Bunun dışında Aster görüntülerinden elde edilen stereoskopik üç boyutlu görüntüler sayesinde fotojeolojik çalışmalarda yapılabilmektedir.

--------------------------------------------------------------------------------

Hiperspektral görüntüleme
Hiperspektral görüntüleme algılayıcıları uçak veya uyduya monte edilmiş çok hassas tarayıcılardır. Hiperspektral veriler kullanılarak mineral (kayaç ve toprak) haritalaması yapılabılmektedir. İnceleme alanının jeofizik, jeokimya, mineralojik-petrografik özellikleri tanımlanmadan alan hakkında geniş bir bilgi sahibi olmamıza imkan vermektedir
Uydu tabanlı Hiperspektral görüntüleme ilk olarak 2000 yılında EO-1 platformuna yerleştirilen Hyperion adlı sistemle geliştirilmiştir. Bu sistemde 400 – 2500 µm dalgaboyu aralığında 220 spektral bant bulunmaktadır. 30 m çözünürlüğe sahip, 7.5 alansal görüntü elde edilebilmektedir. Daha sonra değişik ülkelerce geliştirilmiş buna benzer multispektral bantlara sahip yüksek çözünürlüklü alıcılar üretilmiştir. Bunlardan en fazla kullanılan AVIRIS, Argus, Orbimage,
Hiperspektral görüntüleme özellikle Hidrotermal alterasyon alanlarda ve buna bağlı maden yataklarının tespitinde son yıllarda kullanılan en etkili metoddur. Hiperspektral görüntüleme ile talk, dolomit, klorit, beyaz mika, tremolit gibi minerallerin ayrıntılı mineral haritalaması yapılmakta, ayrıca bölgede bulunan minerallerin cinsleri ve alansal yüzde miktarları dahil küçük ayrıntılar hakkında bilgi sahibi olunmaktadır

--------------------------------------------------------------------------------

Coğrafi Bilgi Sistemleri
CBS (Coğrafi Bilgi Sistemleri), coğrafi verilerin toplanması, bilgisayar ortamına aktarılması, depolanması, işlenmesi, analiz edilmesi ve sunulması amacıyla bir araya getirilmiş bilgisayar donanımı, yazılım, insan kaynakları ve coğrafi bilgilerden oluşan bir bütündür.

Veri yapısı
Cografi veri yapısı temel olarak Mekansal ve Tanımlayıcı Bilgiler olmak üzere iki gruba ayrılır. Mekansal veriler, özelliklerin yerini, şeklini ve diğer mekansal veriler ile ilişkilerini belirler. Tanımlayıcı bilgiler ise özelliklere ait bilgilerin veri tabanında tutulmasıdır

Özellik tipleri temel olarak Nokta, Çizgi ve Alan olmak üzere üç gruba ayrılır
Nokta: Lokasyon belirler (tepe noktaları, kuyu gibi). Sekli ve sınırları çok küçük olan birimlerin tanımlanmasında kullanılırlar.
Çizgi: Birbirini takip eden ve alan olarak gösterilemeyen birimler için kullanılır.(Örnek: Fay hattı, kıvrım ekseni, yol ve nehir gibi).
Alan: Alansal veriler için kullanılır ( Örnek: formasyonlar, göller, merkezler)

Bu özellikler gösterildikleri semboller ile harita üzerinde birbirlerinden farklı anlamlar ifade ederler. Bu ayrımlar veri tabanı bilgileri yardımıyla yapılır. Veri tabanına girilmiş olan bilgiler vasıtasıyla ayni özellik grubuna giren mekansal veriler birbirlerinden renk ve sembol olarak ayırt edilir. Böylece harita üzerinde farklı bilgiler sunulmuş olur.

Cografi Bilgi Sisteminin Genel Fonksiyonları
Cografi Bilgi Sistemlerinde amaç Cografi bilginin; üretimini, yönetimini, analiz ve network üzerindeki dagitik veri tabanlarindan coğrafi verileri tüm insanların paylaşabileceği profesyonel bilgi sistemi teknolojisini sunmaktır

Veri Toplama Teknikleri
CBS' de x,y koordinatlarına bağlı (sayısal format) verilerin sisteme aktarılmasında farklı veri kaynakları kullanılır

Mevcut haritalar,
uydu görüntüleri,
hava fotoğrafları ve
yersel ölçmeler ile elde edilen koordinat bilgileri ile
açı mesafe değerleri

Veri Depolama Formatları
Yeryüzüne ait bilgiler,
vektör
raster

olmak üzere iki farklı formatta depolanır
Vektörel Veri, Formatında konumsal veriler nokta, çizgi ve alan özellikleri x,y koordinat değerleriyle depolanırlar.

Raster Veri, Formatında konuma ait veriler ise; hücrelere bağlı olarak temsil edilir. Ayni boyuttaki hücrelerin bir araya gelmesi ile oluşurlar. En küçük birim pixel olarak tanımlanır. Raster verilerde verinin hassasiyeti pixel boyutuna göre değişen çözünürlük (resolution) özelliği ile tanımlanır. Raster veride her pixel bir değere sahiptir.


Sorgulama
CBS, grafik ve grafik olamayan verilerin birbirleri ile bütünleşik olarak sorgulanmasınaolanak tanır. Böylece, grafik veriden sözel verilere, sözel verilerden de grafik verilere hızlı bir erişim sağlanır
Analizler
CBS' de depolanan veriler üzerinde konuma dayalı kararlar verebilme coğrafi verinin sorgulanması, görüntülenmesi ve analizler ile mümkün olmaktadır. Konumsal analiz işlemlerinde, mevcut girdilerden yararlanılarak, yeni bilgi kümeleri üretilir
Tampon Bölgeleme (Buffer),
Bindirme Analizleri (Overlay),
Yakınlık Analizleri (Proximity),
Yoğunluk analizleri (Density Analysis)
Adres Haritalama (Adress Geocoding),
Dinamik Bölümler (Dynamic Secmentation)
Kısayol ve Altyapı Yönetim Analizleri (Network Analysis),
Yüzey Analizleri (3D, Aspect, Slope, Elevation, Visibility, Line of Site, Cut&Fill),


Veri Görüntüleme ve Harita Çıktı İşlemleri
Sistemde depolanan vektör veriler, veritabanı bilgilerine göre sınıflandırılarak farklı özelliklerde görüntülenebilirler. Sistemde yer alan semboloji kütüphanesi ile, vektör verilere çizgi tipleri, tarama, renk ve grafik semboller atayarak ilgili yönetmeliklere göre harita görüntüleme işlemleri hızlı bir şekilde gerçekleştirilir.

[Fuat Alkan]

Sayın trzghi; açtığınız konuyu dikkatle ve ilgiyle okudum.Hiperspektral görüntü elde etmenin bize maliyeti nedir.Yeraltındaki yapının 3D görüntüsünü, geometrik durumunu detaylı bir şekilde haritalanmasının maliyeti ve uygulanırlığı hakkında yardımcı olursanız size beni çok memnun etmiş olursunuz.Size rahatsızlık verdimse özür dilerim.

[silvio]

Sayın trzghi; açtığınız konuyu dikkatle ve ilgiyle okudum.Hiperspektral görüntü elde etmenin bize maliyeti nedir.Yeraltındaki yapının 3D görüntüsünü, geometrik durumunu detaylı bir şekilde haritalanmasının maliyeti ve uygulanırlığı hakkında yardımcı olursanız size beni çok memnun etmiş olursunuz.Size rahatsızlık verdimse özür dilerim.

Sadece özel bir bölgenin uydu görüntüsünün maliyetinin çok olduğunu duymuştum ki sizin dediğinizin maliyeti beklenenden daha fazla olcaktır.