Uzaydan Harita Yapımı - Geomatik Mühendisliği Bölümü

UZAYDAN HARİTA YAPIMI
G. Büyüksalih, H. Topan
Zonguldak Karaelmas Üniversitesi, Jeodezi ve Fotogrametri Mühendisliği Bölümü, 67100
Zonguldak
e-posta: [email protected], [email protected]
ÖZET
Bu çalışmada, Zonguldak test alanında değişik çözebilirlik düzeyindeki uydu görüntülerinin
topoğrafik harita yapımı ve veritabanı oluşturulmasına yönelik geometrik ve semantik
analizleri yapılmıştır. Bu amaçla, uydu görüntülerinden detay çıkarımı, bunlarla varolan
veritabanlarının güncelleştirilmesi, bilgi içeriğine etki eden etmenler ve uydu görüntülerinin
buna yönelik potansiyelleri Zonguldak test alanı için ve özellikle yüksek çözebilirlikli veriler
açısından değerlendirilmiştir.
ABSTRACT
In this study, the geometric and semantic analysis of satellite images with respect to
generating topographic mapping and creating a database have been done. Feature extraction
from satellite images, updating the available databases using them, the parameters of
information content and potantial of these images have been analysed with respect to
especially high resolution images for Zonguldak testfield.
Anahtar Sözcükler: Uzaydan harita yapımı, uydu görüntüsü, bilgi içeriği
GİRİŞ VE AMAÇ
Uzaydan harita yapımının geçmişi, otuz yıldan daha önceye dayanmaktadır. 1972 yılında
Landsat serisi uyduların yörüngeye yerleştirilmesiyle başlayan bu teknoloji, küçük ölçekli
haritaların yapımında, görüntü sınıflandırma-tabanlı çevre, tarım, orman veya jeoloji
araştırmaları için kullanılmıştır. Daha sonraları, özellikle SPOT (Système Pour l’Observation
de la Terre), MOMS (Modular Optoelectronic Multispectral Scanner) ve IRS (Indian Remote
Sensing Satellite) serisi uydularla çekilen görüntüler 1:50000 ve 1:100000 ölçekli topografik
haritaların yapımına imkan vermiş ve özellikle gelişmemiş ve bu düzeyde harita örtüsü az
olan ülkelerde de temel nitelikli orta ölçekli haritaların üretimine önemli katkı yapmıştır.
Ancak, kartografik amaçlı uydu sistemlerindeki gelişmeler bu düzeyde kalmamış ve
günümüzün yüksek çözebilirlikli uyduları Ikonos-2, QuickBird-2 ve Orbview-3 ile metre ve
metre-altı düzeyinde piksel boyutuna ulaşılmıştır.
Konumsal bilgi edinme açısından bakıldığında, gelecek 2-3 sene içerisinde Yer Örnekleme
Aralığı (GSD) 0.4m olan Orbview-5 ile 0.5m olan WorldView-II uyduları Orbimage ve
DigitalGlobe firmaları tarafından yörüngeye yerleştirilecektir. Bu uydular, pankromatik bant
için sağladıkları bu üst düzey çözebilirliğin yanısıra, renkli bantlar içinde sırasıyla 1.64 m (4
kanal, RGB+NIR) ve 1.8 GSD düzeyiyle de değişik disiplinlere daha detaylı veriyi kullanma
olanağını vereceklerdir. Bütün bunlar, yapılan çalışmaların da doğruladığı gibi, 1:10000
2
___________________________________________________________________________
ölçekli bir haritanın bilgi içeriğini çıkaracak bir ayrıntı zenginliğini kullanıcılara sunmaktadır.
Diğer önemli gelişme, mikro-uydu (ağırlığı 500 kg’dan az) üretiminde ve özellikle bunların
gelişmekte olan ülkeler tarafından kullanımında görülmektedir. Özellikle, İngiliz SSTL ve
Alman OHB firmaları üretimde öncülük yapmakta; Ülkemiz de BILSAT isimli bir uyduya
sahip bulunmaktadır. Son zamanlarda gelişmiş ülkelerde bu konuya ilgi göstermiş, Çin
BLMIT-1 ve İngiliz TOPSAT uyduları yörüngeye yerleştirilmiştir.
Bu çalışmada, öncelikli olarak uzaydan harita yapımı sürecindeki gelişimler incelenmiş ve
özellikle bu süreci etkileyen parametreler ayrıntılı şekilde ele alınmıştır. Zonguldak test
alanında değişik çözebilirlik düzeyinde uydu görüntülerinin geometrik ve radyometrik
analizleri, harita yapımına yönelik bilgi içeriği düzeyleri ayrıntılı olarak incelenmiştir. Uydu
görüntülerinden detay çıkarımı, bunlarla varolan veritabanlarının günceleştirilmesi, bilgi
içeriğine etki eden etmenler ve uydu görüntülerinin buna yönelik potansiyellerine de
değinilmiştir.
TARİHSEL SÜREÇ
Teknolojiye koşut olarak gelişim gösteren uzaktan algılama, pek çok bilim dalı tarafından
oldukça yoğun bir şekilde kullanılmaktadır. Özellikle 1972 yılında NASA (National
Aeronautics and Space Administration) tarafından ilk adı ERTS (Earth Resources Technology
Satellite) olan Landsat serisi uyduların devreye sokulması ile somut ilerlemeler kaydeden bu
teknoloji; çevre, orman, tarım, jeoloji, oşinoğrafi ve meteoroloji gibi alanlarda büyük bir ilgi
görmüştür. Bununla birlikte, uzaktan algılamanın haritacılık açısından etkin kullanımı, 1980’li
yıllarda ivme kazanmıştır. Yörüngedeki Landsat uydusunun kaba yer piksel boyutu ancak
küçük ölçekli haritaların konum doğruluğu ve bilgisini sağlamakta ve ilgili uydu ürünleri
özellikle yorumlama amaçlı çalışmalarda yoğun biçimde kullanılmaktaydı. Burada üzerinde
durulması gereken diğer bir nokta, Landsat serisi uyduların dönel ayna-tabanlı optik
görüntüleme sisteminin ardışık şeritler halinde ilgi alanını taraması ve oluşan görüntünün
belirli bozunumları içermesiydi. Ayrıca, Landsat uydusuyla üç-boyutlu (3B) veri üretimi için
gerekli olan stereo-görüntüleme yeteneği yok denecek kadar sınırlıydı. 1983 yılında Otto
Hoffmann, görüntüleme mekanizmasında, CCD sensörlerden yararlanan ve stereogörüntüleme yeteneğini, halen günümüzün yüksek çözünürlüklü uydu sistemlerinde tercih
edilen, ardışık üçlü taramayla (geri-bakışlı, nadir-bakışlı ve ileri-bakışlı sensörler)
gerçekleştiren mekanizmayı geliştirdi. Bu özellik, Almanların MOMS serisi görüntüleme
sistemlerinde (MOMS-01, MOMS-02 ve MOMS-2P) uygulanmıştır. MOMS serisi uydular,
genellikle kısa süreli ve deneysel çalışmalar için, uzay mekiklerine yerleştirilerek
kullanılmışlardır. Bu serinin son uydusu MOMS-2P, Soyuz uzay istasyonun Priroda
modülüne yerleştirilmiş, ancak istasyonun ömrünü tamamlamasıyla işlevini yitirmiştir
(Büyüksalih ve Jacobsen, 2001). Ancak, Almanlar’ın MOMS serisi uyduları deneysel
sistemlerdi. Topografik amaçlı uygulamalara yönelik asıl sistem, Fransızların 1986 yılında
yörüngeye yerleştirdikleri SPOT uydusu olmuştur. Bu uydu, özellikle pankromatik bantta
verdiği 10 m’lik yer çözünürlüğü ile konumsal bilgi edinmede büyük gelişmelere neden
olmuştur (Önder, 2002). Ayrıca, bugün uydu görüntülerinin değerlendirilmesinde kullanılan
Kratky, Gugan, Toutin, Jacobsen, Okamoto vd.’ne ait parametrik matematiksel modeller,
SPOT uydusu tarafından çekilen görüntülerinin incelenmesi yoluyla geliştirilmiştir.
SPOT uyduları sağladıkları yan-bakış yeteneğiyle farklı yörünge geçişlerinden aynı alanının
görüntülenmesi, haliyle ilgi alanının üç boyutlu incelenmesini sağlayacak stereogörüntülerinin çekimine olanak vermişlerdir. Buradaki ana olumsuz unsur, stereo-çiftlerin
çekimi arasında geçen zaman dilimidir. Bu süreç günlerden mevsimlere kadar uzanabilmekte,
Uzaydan Harita Yapımı
Gürcan BÜYÜKSALİH, Hüseyin TOPAN
II. Ulusal Mühendislik Kongresi, Zonguldak, 11-13 Mayıs 2006
3
___________________________________________________________________________
özellikle stereo-değerlendirmenin görüntü eşleştirme aşamasında görüntüler arasındaki
radyometrik farklılıktan dolayı eşleşme sorunlarına ve üretilen modeller üzerinde boşluklara
sebep olmaktadır. Bu sorun, yukarıdaki MOMS uydularının sağladığı aynı yörünge üzerinde
kısa aralıklı (stereo-çiftlerin çekim aralığı 120 sn’dir) çekim yöntemiyle aşılmıştır. 1988
yılından itibaren kullanılmaya başlanan Hint IRS serisi uydulardan özellikle IRS-1C/1D,
geniş bir alanı görüntüleyebilmesi ve 5.8 metre yer piksel çözünürlüğüne sahip olması
nedeniyle, haritacılık açısından çeşitli araştırmalara konu olmuş ve görüntüleme geometrisini
inceleyen modeller geliştirilmiştir (Jacobsen vd., 1998). Bu uyduların en önemli sorunu,
stereo-görüntü alımı sırasında dönmeden dolayı uydunun harcadığı yakıtın çok yüksek
düzeyde olması nedeniyle, stereo-görüntülemenin oldukça sınırlı olmasıdır.
Bu arada, Rusların özellikle KOMETA (Rus Harita Yapım Sistemi ) tarafından işletilen
KVR-1000 ve TK-350 uydularının bu sürece etkisi büyüktür. Bu sistemler yörüngeye çok
kısa süreler (20-30 gün) için belirli aralarla yerleştirilmişler, bu nedenle yeryüzünün çok geniş
ve zamansal verilerini sağlamışlardır. Örneğin stereo TK-350 görüntüleri SYM, orto-görüntü
üretimi ve değişim belirleme uygulamaları için kullanılmaktadır (Büyüksalih vd., 2004).
Ancak, Rusların KVR-1000 sistemi 1.56 m piksel boyutuyla, batı dünyasında önemli
kararların alınmasına sebep olmuştur. Özellikle 10 m’den daha yüksek çözünürlüğe sahip
uydu sistemi yerleştirilmesine onay vermeyen ABD (Amerika Birleşik Devletleri), Clinton
Hükümetinin 1997 yılında aldığı bir kararla yüksek-çözünürlüklü uyduları üretecek olan
şirketlerin kurulmasına onay vermiştir. Space Imaging ve Digital Globe gibi şirketler bu
kararın ürünleridir. Ruslar, varolan KVR-1000 ve TK-350 arşivlerini Sovinformsputnik gibi
firmalarla batılı kullanıcılara açmışlardır. 1981 yılından beri kısa zaman süreleriyle ve değişik
aralıklarda yörüngeye yerleştirilen bu uydulardan çekilen pankromatik görüntüler, özellikle
“değişim belirleme” uygulamaları için kullanılabilmektedir. Buradaki asıl sıkıntı, bu
görüntülerin fotografik filme kaydedilmiş olması ve öncelikle taranarak sayısal hale
getirilmesi gerektiğidir. Bu ara aşama, bazen görüntüler üzerinde radyometrik (özellikle
gürültü etkisi) probleme yol açmakta, görüntülerden elde edilebilecek bilgi düzeyini
azaltmaktadır. Büyüksalih vd. (2004)’de ayrıntılı açıklandığı üzere, bir TK-350 görüntüsü
200x300km2’lik bir alanı içeren 30x45cm2 boyutlarında fotografik görüntü çekmekte ve bu
görüntünün tümü, çerçeve işaretlerinin iç yöneltmede kullanma ihtiyacı yüzünden
değerlendirmeye tabi tutulmaktadır. KVR-1000 görüntüleri genellikle orto-rektifiye edilerek
kullanıcıya sunulmakta, bu aşamada kabaca 1:100000 ölçekli haritalardan üretilmiş
SYM’lerden yararlanılmaktadır. Bu durumda, sonuç ürünün özellikle bilgi içeriğini ve
geometrik doğruluğu sınırlamaktadır.
Günümüzde bu süreç, metre-altı doğrulukta konum bilgisi sağlayan ve büyük ölçekli harita
içeriğinin elde edilmesine olanak veren uydu sistemleriyle daha büyük bir ivme kazanmıştır.
Space Imaging Firmasının 24 Eylül 1999 tarihinde yörüngeye yerleştirilen Ikonos-2 uydusu, 1
m çözünürlüklü pankromatik ve 4 m çözünürlüklü çok bandlı görüntü kaydı yapabilmektedir.
Daha da yüksek çözünürlük düzeyi, Digital Globe’un QuickBird uydusunun 60 cm
pankromatik ve 2.8 m çok bandlı görüntüleriyle sağlanabilmiştir. OrbView uydusundaki
pankromatik görüntüleme sistemi ise 1 m yer piksel çözünürlüğüne sahip görüntüler elde
edebilmektedir. Daha önce de belirtildiği gibi, Orbimage ve DigitalGlobe firmaları, GSD’si
50 cm’nin altında olan görüntüler üretecek yeni misyonlar için izin almıştır. Günümüzdeki
yaygın tartışma, bu tür uydu ürünleriyle 1:5000 ölçekli haritaların üretilip üretilemeyeceğidir.
Geometrik doğruluk sağlanması açısından bu mümkündür. Ancak, ilerleyen kısımlarda
üzerinde durulacağı gibi, bilgi içeriğinin çıkarılması ayrı bir konudur ve yapılan araştırmalar,
özellikle QuickBird uydu görüntüsünün, en iyi durumda, 1:6000 ölçekli haritaların içeriğini
verebildiğini göstermiştir. Bu sistemlerin önemli bir özelliği, serbest-bakış yeteneğiyle
Uzaydan Harita Yapımı
Gürcan BÜYÜKSALİH, Hüseyin TOPAN
II. Ulusal Mühendislik Kongresi, Zonguldak, 11-13 Mayıs 2006
4
___________________________________________________________________________
görüntü çekebilmesidir (Şekil 1). Böylece, her an stereo-görüntüleme sağlanabilmektedir.
Mayıs 2002’de yörüngeye yerleştirilen SPOT-5 uydusu da bu özelliği barındırmaktadır.
Japonlar 1992 yılında yörüngeye yerleştirdikleri JERS-1 SAR ve OPS (18m GSD) radar ve
optik sistemleriyle uzaydan harita yapımına katkıda bulunmuşlardır. Ancak, Japonların bu
alandaki katkısı, Amerikalıların Landsat sistemiyle benzerlikler gösteren ASTER uydusuyla
artmıştır. Bu uydu, 14 spektral bantta görüntü elde ederken, Landsat sisteminden çektiği 10m
GSD’li stereo-görüntülerle ayrılmaktadır. 3B ve 3N adlı yakın kızılötesi bölgeyi de içeren
pankromatik stereo-bantlar radyometrik yeteneği, dolayısıyle eşleşme yeteneği oldukça
yüksek görüntüler üretmekte ve bu veriler özellikle SYM üretiminde kullanılmaktadır.
Japonlar uzay teknolojisindeki etkinlikleri, ALOS/PALSAR sistemleriyle sürdürmeye
niyetlidirler (24 Ocak 2006’da yörüngeye yerleştirilmiştir).
Yörünge II
Yörünge I
Şekil 1. Stereo-görüntü alımında serbest bakış durumu
UYDU GÖRÜNTÜLERİYLE SAĞLANAN BİLGİ İÇERİĞİ DÜZEYİ
Öncelikli olarak, Tablo 1’de Zonguldak test alanına ait bazı uydu görüntülerinin normal ve
etkin GSD değerleri verilmiştir. Tablo 1’de gösterilen TK-350 ve KVR-1000 görüntüleri ilk
olarak fotoğraf filmi üzerine kayıt edilmiş ve taranmak suretiyle sayısal hale getirilmişlerdir.
Bu sebeple, bu iki görüntünün normal ve etkin GSD değerleri arasında belirli bir fark
oluşmuştur. Ancak, IRS-1C için bu durum farklıdır, bunun nedeni ise bu görüntülerin, 6 bit
(64 gri değeri) ile örneklenmesi sonucu düşük radyometrik çözebilirliğe sahip olmalarıdır.
Tablo 1. Etkin GSD değerleri
Uydu Görüntüsü
TK-350
KVR-1000
ASTER
KOMPSAT-1
IRS-1C
SPOT-5
IKONOS
QuickBird
Normal GSD Değeri (m)
10
1.6
15
6.6
5.7
5
1
0.6
Etkin GSD Değeri (m)
13
2.2
15
6.6
6.9
5
1
0.6
Uzaydan Harita Yapımı
Gürcan BÜYÜKSALİH, Hüseyin TOPAN
II. Ulusal Mühendislik Kongresi, Zonguldak, 11-13 Mayıs 2006
5
___________________________________________________________________________
Ayrıca burada etkin GSD değeri atmosferik durumdan da etkilenmiş olabilmektedir. Aynı
büyüklükteki normal ve etkin GSD değerlerine sahip görüntüleme sistemleri ise TDI (Time
Delay Integration – Zaman Geciktirme ve Entegrasyon) teknolojisini kullanmaktadır. Proje
alanının Ikonos ve Quickbird görüntüleri de test edilmiş ve bu görüntüler için etkin ve normal
piksel boyutlarının aynı kaldığı görülmüştür. Etkin piksel boyutunun tesbitinden sonra, proje
kapsamında incelenen uydu görüntülerinin verdiği bilgi içeriği düzeyleri analiz edilmiştir.
İlgili görüntülerin bir kısmı, Şekil 2’de GSD değerleriyle birlikte gösterilmektedir. 30m GSD
değerine sahip LANDSAT-7 MSS görüntüsü, kapsadığı detayların sınıflandırılmasında
kullanılmasına karşın, harita yapımı için uygun değildir. Ancak ilgili görüntü, renk bilgisinin
sağladığı avantajlarla, 15m GSD değerli LANDSAT-7 pankromatik görüntüsüyle neredeyse
aynı bilgi içeriği sunmaktadır. Bunun yanında 15m GSD değerli ASTER görüntüsü ise fazla
detay içermektedir. Görüntünün kontrastının daha iyi olmasının yanında, yeşil, kırmızı ve
yakın kızılötesini içeren spektral bantlarıyla özellikle ormanlık alanlarda iyi bir ayrıma olanak
vermektedir. LANDSAT-7 görüntüsünde ana yollar, yerleşim ve orman alanları ayırt
edilebilmekte fakat daha fazla detayı görmek mümkün olamamaktadır. Bu nedenle bu
görüntülerle ancak 1:100000 ölçekli harita yapımı sözkonusu olabilmektedir. Normal GSD
değeri 10m olan TK-350 görüntüsü ise, gerçekte 13m etkin GSD değeri vermektedir. ASTER
görüntüsüyle hemen hemen aynı GSD değerine sahip olan bu görüntü, kontrastının çok iyi
olmaması yüzünden ASTER görüntüsüne nazaran daha az detay zenginliğine sahiptir. SYM
üretimi için uygun olan TK-350 görüntüsü, doğrudan topoğrafik harita yapımına olanak
vermemektedir.
KOMPSAT-1, SPOT-5 ve IRS-1C pankromatik görüntüleri yaklaşık aynı GSD değerlerine
sahip olmalarına rağmen farklı radyometrilere sahiptirler. IRS-1C görüntüsünün 64 gri
değerine sahip olması yüzünden SPOT-5 görüntüsünden daha fazla detay çıkarımı olasıdır
(Şekil 3). Bu görüntüden blok halindeki binalar, büyük tekil binalar, ana ve ara yollar, kıyı
çizgisi, açık ve yeşil alanlar rahatlıkla tanınabilmektedir. Ancak, IRS-1C görüntüsünde büyük
tekil binaların ve ara yolların belirlenmesi SPOT-5 görüntüsündeki kadar kolay olmamaktadır.
Yapılaşmış alanlarda durum bu şekildeyken, kırsal bir alanda her iki görüntüde de yerleşim ve
yollar görülebilmektedir. Aynı şekilde, SPOT-5 üzerinden daha rahat detay çıkarımı
yapılabilmektedir. Yukarıda da belirtildiği gibi, her iki görüntü, 1:50000 ölçekli bir harita
yapımı için kullanılabilir. Ancak IRS-1C görüntüsünün 6.9m etkin GSD değerine ve 64 adet
gri değerine sahip olduğu ve bu nedenle sorunlar yaşanabileceği unutulmamalıdır. Tekil
binaların ve yolların rahatlıkla belirlenmesi ise, 2.2m etkin GSD değerine sahip olan KVR1000 pankromatik görüntüsü ile sağlanabilmektedir.
Ikonos görüntüleri, 1m pankromatik ve 4m MSS görüntüleriyle oldukça iyi bir detay
zenginliğine sahiptir. Pankromatik görüntüler, yüksek geometrik çözebilirlikleri sayesinde
nesnelerin gerçek boyutlarıyla algılanmasını sağlamakla birlikte, MSS görüntüleri içerdikleri
renk nedeniyle nesneler arasındaki renk farklılıklarını ortaya koymaktadır. Bu nedenle renk,
görüntüde nesnelerin daha iyi tanınmasına yardımcı olur. Zonguldak proje alanında binalar
genelde kırmızı çatılı binalardır, böylelikle 4m GSD değerine sahip renkli IKONOS MSS
görüntüsü ile bu tekli binaların tanınması daha rahat olmaktadır, ancak bu binalar tekli
çizimler için çok küçüktür. Genelde, değişik nesnelerin elle sınıflandırma işlemi renk
tarafından desteklenmektedir ve harita yapımı pankromatik görüntülerle daha kolay
yapılmaktadır. Renkli IKONOS görüntüleri ana yolların tanınmasına olanak vermektedir.
IKONOS pankromatik görüntüsünde binalar, yollar ve diğer unsurlar birbirlerinden geometrik
çözebilirliğin yüksek düzeyde olması nedeniyle ayırt edilebilmektedir. Ancak, görüntü renkli
olmadığı için burada renk bilgisinden yararlanılamamaktadır. Renk bilgisini veren IKONOS
Uzaydan Harita Yapımı
Gürcan BÜYÜKSALİH, Hüseyin TOPAN
II. Ulusal Mühendislik Kongresi, Zonguldak, 11-13 Mayıs 2006
6
___________________________________________________________________________
MSS görüntüsü ise 4.0m GSD değerine sahiptir ve dolayısıyla nesnelerin renkleri yardımıyla
nesne ayrımı ön plana çıkmaktadır.
Landsat 7 MSS, 30m GSD
Landsat-7 pan, 15m GSD
ASTER, 15m GSD
TK 350, 10m (13m) GSD
KOMPSAT-1, 6.6m GSD
IRS-1C pan, 5.7m GSD
SPOT-5 pan, 5m GSD
IKONOS RGB, 4m GSD
QuickBird RGB, 2.4m GSD
KVR-1000 1.6m (2.2m) GSD
IKONOS pan, 1m GSD
QuickBird pan, 0.6m GSD
Şekil 2. Zonguldak proje alanına ait değişik uydu görüntüleri
Şekil 4a ve 4b’de gösterilen IKONOS pan ve MSS görüntülerinin “pan-sharpening”
algoritmasıyla birleştirilmesiyle elde edilen IKONOS pan-sharpened görüntüsü Şekil 4c’de
Uzaydan Harita Yapımı
Gürcan BÜYÜKSALİH, Hüseyin TOPAN
II. Ulusal Mühendislik Kongresi, Zonguldak, 11-13 Mayıs 2006
7
___________________________________________________________________________
verilmiştir. Bu şekilde her iki görüntünün birleştirilerek pan-sharpened görüntü oluşturulması,
hem 1.0m GSD değerini, hem de renk bilgisi içermesi bakımından oldukça sık tercih
edilmektedir.
Şekil 3a. SPOT-5 için vektörleştirme
Şekil 3b. IRS-1C için vektörleştirme
Şekil 3. SPOT-5 ve IRS-1C görüntüleri için vektörleştirme sonuçları
Şekil 4a. IKONOS
pankromatik, 1.0m GSD
Şekil 4b. IKONOS MSS,
4.0m GSD
Şekil 4c. IKONOS pansharpened, 1.0m GSD
Şekil 4. IKONOS Pan, MSS ve Pan-sharpened görüntüleri.
Şekil 5’de ise, görüntülerdeki nesnelerin tanınmasında önemli etken olan güneş yükseklik
açısının etkisi gösterilmiştir. Güneş yükseklik açısı 41o olan görüntüde bina gölgelerinden
dolayı yolların tanınması güçtür. Bina çatılarında güneş yansıması nedeniyle, binaların
haritalanmasında herhangi bir sorun bulunmamaktadır. Ancak, Zonguldak proje alanındaki
sıralı binalar birbirlerine çok yakın olduğu için, bazen yol ve ev bahçeleri birbirlerinden ayırt
edilememektedir. Güneş yükseklik açısının yanında, güneş azimutu değerinin de önemi
büyüktür. Örneğin, Şekil 5a’da, yolların vektörleştirilmesi daha kolaydır. Şekil 5d’ de verilen
IKONOS pan-sharpened görüntüsü ile binaların tanınması kolaylaşmaktadır, ancak renk
bilgisinin avantajı 1m GSD değeri için sınırlı kalmıştır. Kısacası, binaların ve diğer yüksek
nesnelerin gölgelerinde kalan nesneler görüntüde seçilememekte ve dolayısıyla bu durum,
görüntülerin verdiği bilgi içeriğini azaltmaktadır. Bu bakımdan güneş yükseklik açısı ve
güneş azimutu, nesne çıkarımında dikkate alınması gereken etkenlerdir.
Quickbird renkli görüntüsü (2.4m GSD), yollara paralel olmayan binaların doğru şekilde
haritalanmasına olanak vermemektedir. Buna karşın, 60cm GSD değerli pan görüntüsü ile
bina detaylarını çıkarmada bir sorun bulunmamaktadır. Sonuç olarak denilebilir ki, IKONOS
görüntüleri, ortalama olarak 1:10000 ölçekli bir haritanın bilgi içeriğine sahipken, QuickBird
görüntüleri, pankromatik bandda 0.6m, MSS’ de ise 2.4 m GSD değerleriyle, 1:5000 ölçekli
bir haritanın bilgi içeriklerini vermektedir.
Uzaydan Harita Yapımı
Gürcan BÜYÜKSALİH, Hüseyin TOPAN
II. Ulusal Mühendislik Kongresi, Zonguldak, 11-13 Mayıs 2006
8
___________________________________________________________________________
Şekil 5a. Güneş yükseklik açısı 67°
güneş azimutu 138°
Şekil 5b. Güneş yükseklik açısı 41° güneş
azimutu 166°
Şekil 5c. Güneş yükseklik açısı 46°
güneş azimutu 144°
Şekil 5d. Pan-sharpened görüntü,
Güneş yükseklik açısı 41°, güneş azimutu 166°
Şekil 5. Değişik güneş yükseklik açılarındaki Ikonos pankromatik ve pan-sharpened (1.0m
GSD) görüntüleri
SONUÇ
Bu çalışmada, ilk önce uzaktan algılama disiplininin ve uydu görüntüleme sistemlerinin
fotogrametrik harita yapımı için gerekliliği ve önemi üzerinde durulmuştur. Jeodezi ve
Fotogrametri dünyasında çok kullanılan farklı ölçeklerdeki haritaların üreteceği doğruluk
değerleri ile uyuşumlu uydu sensör sistemleri için gerekli uzaysal çözünürlük ve piksel
boyutu tahminleri için geliştirilen fikirlere değinilmiştir. Bütün bu açıklamalara dayanılarak,
uzay görüntüleme sistemlerinden elde edilen görüntüler kullanılarak 1:25000 ve 1:50000
ölçekli harita yapımı için 2m ila 5m’lik obje ayıredebilirliği sağlamaları gerektiği sonucuna
varılmıştır.
KAYNAKLAR
[1] Büyüksalih, G., Jacobsen K., 2001. “Determination and Improvement of Digital Elevation
Models Based on MOMS-2P Imagery”, Proc. Turkish-German Geodetic Days, Berlin,
Germany, pp. 43-7.
[2] Önder, M., 2002. “Uzaktan Algılamada Topografik Uygulamalar”, HGK Yayınları, HGK
Matbaası, Ankara,. 134 s.
[3] Jacobsen, K., Konecny G. and Wegmann, H., 1998. “High Resolution Sensor Test
Comparison With SPOT, KFA 1000, KVR 1000, IRS-1C and DPA in Lower Saxony”,
ISPRS Commision IV, Stuttgart, Germany, Vol.32, Part IV. pp. 260-269.
[4] Büyüksalih, G., Koçak, M.G., Oruç, M., Akçın, H., Jacobsen, K., 2004. “Accuracy
Analysis, DEM Generation and Validation using Russian TK-350 Stereo-Images”, The
Photogrammetric Record, 19 (107), 200-18.
Uzaydan Harita Yapımı
Gürcan BÜYÜKSALİH, Hüseyin TOPAN
II. Ulusal Mühendislik Kongresi, Zonguldak, 11-13 Mayıs 2006