UZAKTAN ALGILAMA SSTEMLER GRUP 5 B SERCAN GREL1302130067

UZAKTAN ALGILAMA SİSTEMLERİ GRUP 5 -B SERCAN GÜRELİ-1302130067 BUSE SARPER-1302130071 MUAZZEZ TUĞÇE UĞRAŞAN-1302110074 ONUR ÖZDEMİR-1302110077 SERHAT KADAKAL-1302110084 İRFAN DEMİRAL-1302110089 ROMINA ZİLKOVSKİ-1302130006

UZAKTAN ALGİLAMA SİSTEMLERİ İntroduction and History (Giriş ve Tarih) Radiation (Radrasyon) Remote Sensing Methods (Uzaktan Algılama Yöntemleri) NASA Remote Sensing (NASA Uzaktan Alıgılama) JEOFİZİK MÜHENDİSLİĞİ JEOFİZİK 2. SINIF 5. GRUP-B UA SUNUM DOSYASI (17. 10. 2014)

UZAKTAN ALGİLAMA SİSTEMLERİ Uzaktan Algılama (Kısaca UA) Uzaktan algılama, yeryüzünden belli uzaklıkta, atmosferde veya uzaydaki platformlara yerleştirilmiş ölçüm aletleri aracılığıyla, yeryüzü ve nesneleri hakkında bilgi alma ve bunları analiz etme tekniği, ya da nesnelerle fiziksel temasta bulunmadan herhangi bir uzaklıktan yapılan ölçümlerle nesneler hakkında bilgi edinme yöntemleri olarak ifade edilir.

UZAKTAN ALGİLAMA SİSTEMLERİ Uzaktan algılamanın gerçekleşebilmesi için 7 şartın yerine gelmesi gerekmektedir. Enerji kaynağı ya da ışıma Işınım veya radyasyon ve atmosfer Hedef ve interraksiyon Sensör tarafından kaydedilen enerji Transmisyon, alma ve işleme Yorumlama ve analiz Uygulama

UZAKTAN ALGİLAMA SİSTEMLERİ Enerji kaynağı uzaktan algılamanın en temel elemanıdır ve bilgi toplanacak objelere gönderilmek üzere elektromanyetik enerji sağlar. Kaynaktan çıkan enerji yeryüzündeki objelere ve geri yansıyarak sensörlere ulaşırken atmosferle devamlı etkileşim içindedir. Elektromanyetik enerjinin yeryüzündeki objelerle girdiği etkileşim ve geri yansıması sonucu elde edilen bilgiler bize objelerin yapısı hakkında bilgi sağlar. Sensörler yeryüzündeki objelerden yansıma emilme ve iletilme sonrasında geri yansıyan elektromanyetik enerjiyi kaydederler. Kaydedilen veriler bir yer istasyonuna sayısal olarak işlenmek üzere gönderilirler Elde edilen görüntüler belli bir amaç doğrultusunda bilgi edinmek çin görsel olarak veya bilgisayar destekli görüntü analiz yazılımlarıyla analiz edilirler. Son aşamada ise analizler ve yorumlamalar kullanılarak yeni bilgiler üretilmiş ve problem çözüme kavuşturulmuş olur.

UZAKTAN ALGİLAMA SİSTEMLERİ

UZAKTAN ALGİLAMA SİSTEMLERİ Algılama Uzaktan algılamanın temelini oluşturan esas olay algılamadır. Algılayıcıların tipine göre sınıflandırılır. Uydular algılama tekniğinde kullandıkları enerji kaynaklarına göre Aktif algılama ve Pasif algılama olmak üzere ikiye ayrılırlar. AKTİF PASİF

UZAKTAN ALGİLAMA SİSTEMLERİ PASİF ALGILAMA Pasif algılamada Güneş gibi başka bir kaynaktan gelen ışınların cisimlere çarptıktan sonra uyduya ulaşarak elde edilen algılama yöntemidir. Kısa dalga boyuna sahiptir. Bu yöntemde gece ve gündüz meteorolojik olaylar gibi ölçümleri direkt etkilemektedir. Bu tip algılama yapan algılayıcılar güneşin gönderdiği ışınlar vasıtasıyla yansıyan cisim ışınlarını ölçerler. Bu tip algılayıcıların önemli 2 özeliği vardır. İlk olarak yalnızca güneş varlığında algılama yaparlar. İkinci önemli özelliği de bedava enerji kullanmaları ve bu sayede enerji tasarrufu sağlamaktadırlar. Ayrıca bu sistemler gündüz hava açıkken yansıyan tüm cisim görüntülerini algılarlar. Ancak algılanan bu görüntüler saklanma maliyeti yüksek olduğundan depolanamaz. Bu yüzden talep üzerine görüntü alınır ve kaydedilir böylece maliyet düşürülmüş olur.

UZAKTAN ALGİLAMA SİSTEMLERİ AKTİF ALGILAMA Aktif algılama ise uydunun kendi kaynakları ile yaptığı algılamadır. Dalga boyları daha uzundur. Bu yöntemde gece gündüz olması veya meteorolojik etmenler çok önemli değildir. Bu tip algılayıcılar güneş enerjisine ihtiyaç duymazlar kendi ışınlarını kendileri gönderir ve tekrar geri almak suretiyle görüntü elde ederler. Bu tür cihazlar çok büyük bir enerjiye ihtiyaç duyarlar. Ömürleri de kendilerine depolanan enerji kadardır. Bu tür sistemler gece gündüz demeden sürekli görüntü alma kapasitesine sahiptirler. Cisimleri siyah beyaz olarak algılarlar. Trafik polislerini kullandığı radarlarda aktif algılayıcılara iyi bir örnektir. Bu tür uyduların her zaman % 10 yanılma payları vardır. Bu da profesyonel çalışmalar içinde sorun teşkil edebilmektedir. Ayrıca uzaktan algılamada Mie, Rayleigh, Nonselective(rastgele saçılım) adlı saçılmalarda vardır.

UZAKTAN ALGİLAMA SİSTEMLERİ Algılayıcılar Yerden ışın yansıtan cisimlerin yaydığı ışını algılamak için geliştiren cihazlara "algılayıcı" denir. Yer esaslı algılayıcılar: Bu algılayıcılar yere yakın olarak konumlandırılır ve bu şekilde çalıştırılarak kullanılırlar. Bu algılayıcılardan faydalanılarak tarımda çeşitli işlemler yapılanabilir. Genel olarak vinçlere takılırlar. Uçak esaslı algılayıcılar: Bu tiplerde radyometrelerin uçaklara takılmasıyla elde edilirler. Bu tür algılayıcılar daha çok 2. dünya savaşı sırasında geliştirilip kullanıldı. Bu cihazlar yardımıyla düşmanının yerini tespit eden diğer güç nokta atışı yaparak düşmanının mevzilerini yok edebiliyordu. Ancak günümüzde bu cihazların yerini daha modern ve gelişmiş cihazlar almıştır. Uzay aracı esaslı algılayıcılar: Bu tip algılayıcılar ise radyometrelerin uzay araçlarına yerleştirilmesiyle oluşturulurlar. Biz bunlara yaygın olarak uydu adını veririz.

UZAKTAN ALGİLAMA SİSTEMLERİ UA’NIN KULLANIM ALANLARI Haritacılık Hidrolojik Uygulamalar Jeolojik Uygulamalar Ormancılık Uygulamaları Zirai Uygulamalar Denizcilik ve Kıyı Yönetimi

UZAKTAN ALGİLAMA SİSTEMLERİ UA’nın Geçtiği Yollar � İlk bilinen hava fotoğrafı 1858’de Gaspard Felix Tournachon’un, 700‐ft. yukarıdan Paris’i çektiği fotoğraftır. Amerikan iç savaşında da birleşik kuvvetlerin balondan hava fotoğrafı çektiği bilinmektedir.

UZAKTAN ALGİLAMA SİSTEMLERİ

UZAKTAN ALGİLAMA SİSTEMLERİ 1903’DE JUIUS NEUBRONNER POSTA GÜVERCINLERININ GÖĞSÜNE MONTE EDILEN 70 GR. KAMERANIN PATENTINI ALMIŞTIR.

UZAKTAN ALGİLAMA SİSTEMLERİ 1908’de, Wilbur Wright ve yolcusu L. P. Bonvillain uçaktan ilk hava fotoğrafını çekmişlerdir.

UZAKTAN ALGİLAMA SİSTEMLERİ II. Dünya savaşının sonlarında uçaklardan çekilen hava fotoğraflarının keşif amaçlı kullanımı büyük önem kazandı. Bu yıllarda özel filmler geliştirildi. (Örnek: kızıl ötesine duyarlı filmler) Günümüzde hala hava fotoğrafları istihbarat ve keşif amaçlı kullanılmaktadır (Örnek: IHA görüntüleri)

UZAKTAN ALGİLAMA SİSTEMLERİ � Soğuk savaş dönemleri uyduya dayalı uzaktan algılama çalışmalarını başlatmıştır. � 1950’lerde ABD ve SSCB uydu görüntüleri elde etme çalışmalarına başlamıştır. � 1960’larda sistemlerden sağlıklı görüntüler alınmaya başlamıştır. � 1960‐ 1972 US Corona Programı uyduya dayalı ilk keşif amaçlı görüntü elde edilmesi çalışmasıdır. � 1972’de LANDSAT‐ 1’ın başarı ile çalışması uzaktan algılamayı ve kullanılan teknikleri tümden gözden geçirmeye neden olmuştur. � 1975’de. LANDSAT‐ 2’nin de başarıya ulaşması uydu görüntülerinin sivil uygulamalar için pazarlanmasını tetiklemiştir. � LANDSAT’ların üstünde yer alan MSS (Multi spektral sensor) 80 m. ’lik mekansal özçözünürlüğe sahipken (futbol sahasından biraz daha küçük objelerin belirlenebilmesi) araştırma enstitüleri, üniversiteler, devlet kurumları gibi sınırlı kullanıcı kitlesine sahip olmuşlardır.

UZAKTAN ALGİLAMA SİSTEMLERİ ABD‐LANDSAT‐ 4 (1982) ve LANDSAT‐ 5 (1984) 7‐Kanallıçok bandlı 30 m. ’lik ve 15 m. (mono‐pan) mekansal çözünürlüklü görüntüler sağlamaya başladılar. � Fransa‐SPOT‐ 1 (1986) ve SPOT‐ 2 (1990 ) 20 m çok bandlı ve 10 m. PAN (mono‐pan) görüntüler sağlamaya başladılar.

UZAKTAN ALGİLAMA SİSTEMLERİ 2000’lerde yüksek mekansal ve spektral çözünürlüklü uydu görüntüleri her amaçlı kullanılır hale gelmiş ve farklı sensör teknolojileri ile havadan UA tekniklerinde de ilerlemeler olmuştur. � SPOT‐ 5 � ENVISAT‐ 1 � Ikonos � Quickbird � Terra. Sar‐X � Lidar. Teknolojileri(Radar Teknolojileri) � Aster � Hyperion

UZAKTAN ALGİLAMA SİSTEMLERİ SPOT 5

UZAKTAN ALGİLAMA SİSTEMLERİ İKONOS

Uzaktan algilamanin teorisi tekniği ve TARİHSEL GELİŞİMİ İKONOS’dan çekilen bir görüntü(Colosseum)

UZAKTAN ALGİLAMA SİSTEMLERİ TERRASAR X

UZAKTAN ALGİLAMA SİSTEMLERİ TERRASAR X

UZAKTAN ALGİLAMA SİSTEMLERİ QUICKBIRD(Turksat)

UZAKTAN ALGİLAMA SİSTEMLERİ

UZAKTAN ALGİLAMA SİSTEMLERİ Radyasyon, elektromanyetik dalgalar veya parçacıklar biçimindeki enerji yayımı ya da aktarımıdır. Radyoaktif maddelerin alfa, beta, gama gibi ışınları yaymasına veya uzayda yayılan herhangi bir elektromanyetik ışını meydana getiren unsurların tamamına da radyasyon denir.

UZAKTAN ALGİLAMA SİSTEMLERİ Peki radyasyon nasıl keşfedildi ? Batıya göre 1896'da Fransız fizikçi Henri Becquerel ilk olarak uranyum tuzunun görünmez ışınlar yaydığını fark etmiştir. İki sene sonra Marie Curie ve eşi Pierre Curie uranyum ile deney yaparken benzer ışınlara rastlamışlardır. Bu deneyde polonyum ve radyum oluştuğunu görmüşlerdir ve bu iki elementi ilk keşfedenler olmuşlardır. Polonyum ve özellikle radyumun daha fazla ışın yaydığı da bu sırada keşfedilmiştir.

UZAKTAN ALGİLAMA SİSTEMLERİ Alfa ışınları Bir atom çekirdeğinin parçalanmasından meydana çıkan helyum çekirdeklerine alfa parçacıkları denir. Alfa ışınları bu parçacıkların yayılmasından oluşur. Bir radyum, 88 proton ve 138 nötrona sahiptir. Bu durumda nötron sayısı, proton sayısına göre daha fazla olduğu için, atomun çekirdek yapısı sağlam değildir. Bu yüzden radyum, çekirdeğinden bir helyum çekirdeği ayırarak parçalanır ve radyumdan, 86 proton ve 136 nötrona sahip olan yeni element radon oluşur. Radyum çekirdeğinden ayrılan 2 protonlu helyumdan alfa ışınları oluşur.

UZAKTAN ALGİLAMA SİSTEMLERİ Beta Işınları Beta ışınları da alfa ışınları gibi bir atom çekirdeğin parçalanmasından oluşur. Beta ışınları oluşması için çekirdeğin içindeki bir nötron, bir proton veya bir elektrona dönüşür. Bu parçalanmada çekirdekten 2 proton değil, bir elektron veya bir pozitron ayrılır. Bu elektron, çekirdeğin içindeki bir nötronun bir protona dönüşmesinden oluşur ve asla atomun kendi elektronu değildir. Çekirdeğin içindeki bir protonun bir nötrona dönüşmesiyle bir pozitron oluşur.

UZAKTAN ALGİLAMA SİSTEMLERİ Gama Işınları Atom çekirdeğinden bir alfa veya bir beta parçacığı ayrıldıktan sonra çekirdekte fazladan enerji oluşur. Gama ışınları, atomun fazladan sahip olduğu enerjiyi çekirdeğinden ayırmasından oluşur. Yüksek enerji seviyesine sahip olan atom çekirdeğinin yapısı kararsız olur. Kararlı bir yapıya sahip olmak için çekirdekten enerji ayrılır. Gama ışınları çekirdekten ayrılan elektromanyetik enerjidir. Gama ışınlarının dalga boyu ışığın dalga boyundan daha kısa olmasına rağmen ışık gibi fotonlardan oluşur ve ışık hızıyla yayılır.

UZAKTAN ALGİLAMA SİSTEMLERİ

UZAKTAN ALGİLAMA SİSTEMLERİ Radyasyon kendi içinde 2 bölüme ayrılır. ZARARLI RADYASYON ZARARSIZ RADYASYON

UZAKTAN ALGİLAMA SİSTEMLERİ ZARARSIZ RADYASYON UV bandının hemen altında görünür ışık bölgesi vardır. Direkt olarak göze ve çok yüksek şiddette uygulanmadığı sürece bir zararı bilinmemektedir, Tam aksine çevremizi görebilmek için görünür ışığa ihtiyacımız vardır. Görünür ışığın "Zararsız ışınım" sınıfına girdiği söylenebilir. Görünür ışığın altında, "ısınmamızı" sağlayan IR (Kızılötesi) bandı vardır. IR bandında radyasyon yapan kaynaklara örnek olarak mangal, kömür sobası, kalorifer peteği, elektrikli IR ısıtıcılar verilebilir. IR bandı da ikiye ayrılır. Üst IR bölgesindeki kızıl ışık veren elektrikli IR ısıtıcılar, mangal; Alt IR bölgesindekiler ise lalorifer peteği ve ışık vermeyen elektrikli ısıtıcılar gibi kaynaklardır. IR bandındaki ışınımın da zararsız olduğu kabul edilir.

UZAKTAN ALGİLAMA SİSTEMLERİ ZARARLI RADYASYON Alfa, Beta ve Gama ışınları elektromanyetik spektrumun en üstünde yer alır ve insan sağlığına zararı tartışılmaz. Bunun hemen altındaki X ışınlarının da insan sağlığına zararlı olduğu bilinir. X ışınlarının altındaki UV (Morötesi) bölgesi de, cilt kanserleri başta olmak üzere birçok zarar verir. Ozon tabakasındaki deliklerden kaynaklı dünyaya güneşten zararlı ışınlar gelmektedir. Bu yüzden güneşin de kanser yapıcı etkisi budur.

UZAKTAN ALGİLAMA SİSTEMLERİ Remote Sensing Methods Uzaktan algılamada aktif ve pasif sistemler olmak üzere iki temel sistem vardır. Uzaktan Algılama PASİF AKTİF

UZAKTAN ALGİLAMA SİSTEMLERİ PASİF ALGILAYICI SİSTEMLER Pasif algılamada Güneş gibi başka bir kaynaktan gelen ısınların cisimlere çarptıktan sonra uyduya ulaşarak elde edilen algılama yöntemidir. Bu yöntemde gece ve gündüz olması başarıyı direk etkileyeceği gibi meteorolojik etmenlerde etkilidir. Bu tip algılama yapan algılayıcılar günesin gönderdiği ısınlar vasıtasıyla yansıyan cisim ısınlarını ölçerler. Bu tip algılayıcıların önemli 2 özelliği vardır. İlk olarak yalnızca güneş varlığında algılama yaparlar, hava bulutlu ise algılama yapamazlar. İkinci önemli özelliği de bedava enerji kullanmaları ve bu sayede enerji tasarrufu sağlamaktadırlar. Ayrıca bu sistemler gündüz hava açıkken yansıyan tüm cisim görüntülerini algılarlar.

UZAKTAN ALGİLAMA SİSTEMLERİ KISACA v Kısa dalga boyları – görünür/kızılötesi bölgeler v Atmosferik koşullardan etkilenir v Güneş ile senkronize yörüngede yüzer.

UZAKTAN ALGİLAMA SİSTEMLERİ RADYOMETRE Radyometre havadan etkilenmeyen fanus içine konulmuş, serbestçe dönebilen 4 kanatlı bir çarktır. Ortamdaki, ışık şiddetini ölçer. Kanatların bir yüzü siyah, diger yüzü ise beyazdır. Üzerine kuvvetli bir ışık gönderildiginde, ışık ışınları kanatçıkların koyu renkli yüzeyleri tarafından daha çok soguruldugundan daha fazla ısınır. Fanus içinde bu yüzeylere çarpan gaz molekülleri kanatçıklara çarparak dönmelerine neden olur. Böylece ışık enerjisi hareket enerjisine dönüşür.

UZAKTAN ALGİLAMA SİSTEMLERİ İMAGİNG RADİOMETER Görüntülü radyometrelerde, görüntüyü oluşturmak için iki boyutlu bir piksel dizisinden yararlanılır. Bu tip radyometrelerde görüntü mekaniksel veya elektriksel bir dizi dedektörle saglanabilir Bu cihaz aslında bir nevi fotoğraf makinesi ya da kameraya benzetilebilir, fakat onlardan farklı olduğunu unutmamak gerekir. Radyometreler yerleştirildikleri platformlardan ışın göndererek o ışının çarpıp yansıdığı cismin özelliklerini algılayan cihazlardır.

UZAKTAN ALGİLAMA SİSTEMLERİ SPECTROMETER Tayf oluşturmaya, incelemeye ya da kaydetmeye yarayan alet, tayfölçer. Söz konusu olan emisyon tayfıysa, kaynaktan gelen ışınım, “kolimator” adı verilen bir sistemden geçirilerek, paralel bir demet elde edilir. Demetin bir prizmadan geçirilerek ayrılması sağlanır ve oluşan tayf, aletin özel dürbünüyle incelenir. Dürbün, prizma çevresinde döndürülebildiğinden tayf çizgilerinin ya da kuşaklarının açısal sapmaları ölçülüp dalga boyları hesaplanabilir. Spektrometreler, prizmaların kıran açılarını ve kırılma indislerini bulmaya da yarar.

UZAKTAN ALGİLAMA SİSTEMLERİ SPECTRORADİOMETER Deniz yüzeyi sıcaklığı, bulutların özellikleri, okyanus rengi, bitki örtüsü, atmosfer ve benzerlerini incelemek için geliştirilmiş, birden çok bantta elektromanyetik radyasyonu ölçme yetisine sahip bir alettir.

UZAKTAN ALGİLAMA SİSTEMLERİ AKTİF ALGILAYICI SİSTEMLER Aktif algılama uydunun kendi kaynakları ile yaptıgı algılamadır. Bu tür cihazlar korkunç bir enerjiye ihtiyaç duyarlar. Ömürleri de kendilerine depolanan enerji maliyetindedir. Ayrıca uzaktan algılamada Mie, Rayleigh, Nonselective(rastgele saçılım) adlı saçılmalarda vardır. Geçirgenlik ise Geçirgenlik=Geçirilen enerji/Gelen enerji ile tanımlanabilir.

UZAKTAN ALGİLAMA SİSTEMLERİ KISACA Ø Ø Ø Ø Daha uzun dalga boyları – Mikrodalga bölgesi Kendi enerji kaynagına sahiptir Tüm hava ve gündüz-gece şartları Atmosferik koşullardan etkilenmez Yüzey pürüzlülügü ve neme duyarlıdırlar Farklı açılardan tarama kabiliyeti İzleme ve acil durumlar için sık görüntüleme imkanı

UZAKTAN ALGİLAMA SİSTEMLERİ RADAR Radar, uzaktaki nesneleri radyo dalgalarının yansıması yardımıyla tespit eden cihazdır. Radar, elektromanyetik enerji darbelerini alttaki şekilde görüldüğü gibi sesin yansımasına benzer bir şekilde kullanır. Radyo dalgaları ile taşınan enerji nesneye ulaşır ve tekrar nesneden yansıyarak geri döner. Enerjinin buradan küçük bir kısmı yansır ve radara geri gelir. Dönen bu bölüme aynen ses terminolojisinde olduğu gibi "yankı" adı verilir. Radar seti yankıyı yansıtan nesnenin yön ve mesafesini tespit etmek için kullanır.

UZAKTAN ALGİLAMA SİSTEMLERİ Radarın çalışma prensibi

UZAKTAN ALGİLAMA SİSTEMLERİ SCATTEROMETER Yüksef frekanslı microdalga ışınlarını cisimlere objelere yayar ve geri dönen ışınları yorumlar. Meteorolojik faaliyetlerde kullanılır.

UZAKTAN ALGİLAMA SİSTEMLERİ LIDAR Lazer darbeleri kullanılarak bir nesne veya bir yüzeyin uzaklığını anlamaya yarayan teknoloji. Radar teknolojisiyle benzerdir. Radarda kullanılan radyo dalgaları yerine ışık, yani lazer darbeleri kullanılır. Uzaklığı ölçülecek nesne ya da yüzeye gönderilen lazer darbesinin gönderiliş zamanı ile nesneye çarpıp gelen yansımanın tekrar kaynağa ulaşma vakti arasındaki fark sayesinde uzaklık ölçülür.

UZAKTAN ALGİLAMA SİSTEMLERİ Lidar’dan Elde Edilen Veriler

UZAKTAN ALGİLAMA SİSTEMLERİ KAYNAKÇA http: //www. acikders. org. tr http: //www. crisp. nus. edu. sg www. vintageobscura. wordpress. com Cracknell, A. P. and Hayes L. , 2007. Introduction to Remote Sensing, Second Ed. , CRC Press, Boca Raton, USA. http: //tr. wikipedia. org http: //earthobservatory. nasa. gov