Yapay Aklkl Radar Teknii Hafta 4 Yapay aklk

  • Slides: 34
Download presentation
Yapay Açıklıklı Radar Tekniği Hafta 4: Yapay açıklık radar (Synthetic Aperture Radar (SAR)) Giriş

Yapay Açıklıklı Radar Tekniği Hafta 4: Yapay açıklık radar (Synthetic Aperture Radar (SAR)) Giriş

Tanımlar SLAR_ Sideways Looking Airborne Radar Yerdeki hedeflere olan menzili ölçer, az çözünürlüklü görüntüleri

Tanımlar SLAR_ Sideways Looking Airborne Radar Yerdeki hedeflere olan menzili ölçer, az çözünürlüklü görüntüleri oluşturmak için kullanılır. SAR_Yapay Açıklıklı Radar SLAR ile aynı prensibe sahiptir ancak görüntü işleme tekniklerini kullanarak yüksek çözünürlüklü görüntü oluşturur. If. SAR_ İnterferometrik SAR İnterferometry (faz farklılığı) prensiplerini kullanarak İki SAR görüntüsünden X, Y, Z üretir.

RADAR SİSTEMLER Radarlar, cisimlere çarpıp geri gelen radyoelektrik dalgalarından yararlanarak nesnelerin konumunu ortaya çıkarabilen

RADAR SİSTEMLER Radarlar, cisimlere çarpıp geri gelen radyoelektrik dalgalarından yararlanarak nesnelerin konumunu ortaya çıkarabilen cihazlardır. Radar kelimesi, aygıtın çalışma prensibinin orijinal adı olan “Radio Detection and Ranging” kelimelerinin baş harflerinin bir araya gelmesiyle ortaya çıkmıştır. Radar, Amerika Birleşik Devletleri tarafından 1920’li yıllarda, gemi ve uçakların izlenmesi amacıyla geliştirilmiştir. Ancak bu radar, yer bazlı bir radardır. Bu nedenle, 1930’larda uçağa takılan izleme radarları geliştirilmiştir. Bu tip radarların çok büyük anten boylarına ihtiyaç duyması nedeniyle, 1950’lerde Yapay Açıklıklı Radar (SAR) sistemi geliştirilmeye başlanmıştır. Bu sistemin özelliği, çok büyük anten boylarına ihtiyaç duymamasıdır. 1990’lı yıllarda SAR sistemleri, uydu platformlarına yerleştirilerek uzaya gönderilmeye başlanmıştır. Böylece, daha büyük alanların izlenmesi ve görüntülenebilmesi mümkün hale gelmiştir.

Radar Görüntüleme ve Özellikleri SAR görüntülerinde renk bilgisi, temelde hedef nesnelerin pürüzlülüğü, yükseklik, dalga

Radar Görüntüleme ve Özellikleri SAR görüntülerinde renk bilgisi, temelde hedef nesnelerin pürüzlülüğü, yükseklik, dalga boyu, geliş açısı ve polarizasyona gibi parametrelere bağlıdır. Bu parametreler uydudan uyduya farklılık göstermektedir. Farklı amaçlar için ve uygulamalarda karşılan bazı eksiklikleri gidermek için farklı özelliklere sahip uydular geliştirilmiştir. Enerji kaynağını kendisi üreten SAR sisteminde elde edilen görüntülerde, algılayıcının bant çeşitine göre detay değişimi gözlenir. Radar algılayıcı bandları kullanılan dalga boyu ve frekansına göre çeşitli harflerle anılırlar. Bu harfler tamamen rastgele verilmiştir (Çizelge 4. 1) (Hussin, 2005).

 Çizelge 3. 1 SAR bantları (Hussin, 2005)

Çizelge 3. 1 SAR bantları (Hussin, 2005)

 Radar bantlarının dalga boylarının farklı olması, dalga boylarının nesneyi geçme özelliğini (penetration) değiştirir.

Radar bantlarının dalga boylarının farklı olması, dalga boylarının nesneyi geçme özelliğini (penetration) değiştirir. Uzun dalga boyuna sahip L bandı nesneleri geçerek yere kadar etki edebilir ancak kısa dalga boyuna sahip X bandı nesnelerden geri döner. Böylece farklı dalga boyuna ait bantlar farklı nesnelere ait bilgilerin üretilmesinde kullanılır. Radar görüntülerinde iki temel parlaklık değeri gözlemlenir. Ton çeşitliliği ve doku çeşitliliği. Ton bilgisi ayırt edilebilir, siyahtan beyaza kadar uzanan gri değerlerin bütünüdür. Geri saçılan enerjinin gücünü gösterir. Genel olarak yol, sulu alanlar gibi düz ve düze yakın nesneler tam yansımaya neden olduğu için koyu tonlarda gözlenirken, ormanlık alan, dağ gibi pürüzlü yüzeyler dağınık yansımadan dolayı daha açık tonlarda gözlemlenir. Gemi, bina gibi nesneler ise görüntülerde parlak tonlarda gözlemlenir. Ancak şehir alanlarında binaların yüzeyinden dolayı ve ormanlık alanlarda da ağaçların gövdesinden dolayı oluşan köşe saçılımları çift yansımaya neden olurlar.

 Radar görüntüleme sisteminin üstünlükleri şu şekilde sıralanmaktadır: Radar görüntüleme sistemi aktif bir sistemdir.

Radar görüntüleme sisteminin üstünlükleri şu şekilde sıralanmaktadır: Radar görüntüleme sistemi aktif bir sistemdir. Yani görüntüleme için ihtiyaç duyduğu enerjiyi kendisi üretmektedir. Bu nedenle güneş ışığından bağımsız olarak her türlü hava şartlarında yeryüzünü görüntüleyebilmektedir. Yeryüzü topografyasını ve morfolojisini, deniz ve kara ortamlarındaki morfolojik değişimleri çok hassas algılayabilmektedir. Suyu ve bağıl nemi hassas bir şekilde algılayabilmektedir. Nem ve düşük yoğunluklu toprağın izin verdiği oranda yeraltı özellikleri ile ilgili bilgiler edinilebilmektedir. Radar sistemi; yerden yansıyan radar sinyalinin gücüne bağlı olarak, piksel değeriyle sayısal olarak tanımlanan bir görüntü üretir (Akabalı 2002). Radar sinyallerinin yansımasını etkileyen bir takım parametreler mevcuttur. Bunlar: Radar teknolojisinin gözlemsel parametreleri (frekans, polarizasyon ve yansıyan sinyallerin gelme açısı) Yeryüzünün fiziksel parametreleri (yüzey pürüzlülük oranı, geometrik şekil ve nemlilik)

Frekans Etkisi Radar mikrodalga frekansı, arazi yüzeyinin altına inilebilecek derinliğin anlaşılmasında ve yüzey pürüzlülüğünün

Frekans Etkisi Radar mikrodalga frekansı, arazi yüzeyinin altına inilebilecek derinliğin anlaşılmasında ve yüzey pürüzlülüğünün mutlak (bağıl) olarak ölçülendirilmesinde kullanılır. Đnilebilecek derinlik dalgaboyunun artması ile doğru orantılıdır. Ormanlık bir alanda, X – bandı (λ = 3 cm) kullanılması durumunda, sinyaller, ağaçların üst kısmındaki yapraklara etki eder. Bu durum Şekil 3. 3’de gösterilmiştir. Bu şekilde ağacın üst kısmındaki yapraklar hakkında bilgi edinilmesini sağlanır. L – bandı (λ = 23 cm) kullanıldığında ise sinyaller, gövde kısmındaki yapraklara ve küçük dallara etki edecektir. Bu durumda da ağacın dalları ve yaprakları, yani ağacın gövdesi hakkında bilgi elde edilmesi sağlanır. Bu durum da Şekil 3. 4’de gösterilmiştir. Burada dikkatle üzerinde durulması gereken su ve nem oranıdır. Çünkü mikrodalgalar su ve ıslak yüzeylerde birkaç milimetreden fazla derinliğe geçemezler.

Polarizasyon SAR görüntülerinden bilgi üretilmesini sağlayan diğer bir faktör polarizasyondur. SAR antenleri polarize edilmiş

Polarizasyon SAR görüntülerinden bilgi üretilmesini sağlayan diğer bir faktör polarizasyondur. SAR antenleri polarize edilmiş (elektrik dalgalarının titreşimi, uçuş yönüne dik, tek bir düzlemden iletilmesi için enerji vuruşlarının filtreden geçirilerek gönderilmesi) enerjiyi gönderir ve alırlar. Elektromanyetik enerjinin vuruşu anten tarafından dikey polarizasyonlu ya da düşey polarizasyonlu olarak iletilir. Polarizasyon, elektro manyetik dalganın aldığı yol boyunca yaptığı sanılım hareketidir. Düşey bir polarizasyon dalga aşağı yukarı salınım şeklinde ileri doğru hareket eder. Bir vuruş algılayıcıdan gönderildiğinde, anten tasarımına göre elektrik alan vektörü dalgayı düşey (V) ya da yatay (H) olarak titretir. Polarizasyon, antenin dalgayı gönderiş ve alış şekline göre ayarlanabilir. Çoğunlukla gönderilen vuruşlar paralel-polarizasyon şeklidir. Elektrik alan titreşimi, gönderildiği gibi alınır, bu durumda düşey-düşey (HH) ya da yatay-yatay (VV) polarizasyon elde edilir. Diğer bir anten konumu olan çapraz-polarizasyonda dalganın gönderildiği ve alındığı durumları farklıdır, VH ya da HV konumundadırlar. Buna göre elektro manyetik dalganın gönderim ve alım türüne göre dörde ayrılır; Tek Polarizasyon: VV, HH Tek Çapraz Polarizasyon: HV, VH Çift Polarizasyon: VV/HH, HH/VV, HH/HV, VV/VH Tam Polarizasyon: HH+HV+VH+VV

 Pürüzlülük, Bağıl bir kavramdır ve radar anteni ile gönderilen mikrodalga sinyallerinin yüzeyle yaptığı

Pürüzlülük, Bağıl bir kavramdır ve radar anteni ile gönderilen mikrodalga sinyallerinin yüzeyle yaptığı geliş açısı ile doğrudan ilişkilidir. Bu sinyaller yüzeyin geometrik yapısına bağlı olarak değişik yönlere yansırlar. Yansıma sonucu geri dönen sinyal sayısı, gönderilen sinyal sayısı ve kuvvetine göre çok daha azdır. Bu bakımdan yansımaların şiddeti düşük ölçülür. Buna paralel olarak da radar görüntüsü üzerindeki parlaklık ton derecesi düşer. Karasal yüzeylerdeki karakteristik şekil ve geometrik farklılıklar pürüzlülüğün oranını artırır. Geri dönen sinyallerin sayısı ve kuvveti ile birlikte parlaklık derecesi yüksek değerlerde algılanır. Deniz ve göl yüzeyleri meteorolojik etmenler (yanı, rüzgar, yağış gibi) dışında sakin ve pürüzsüz ortamlardır. Bu nedenle gönderilen sinyaller bu bölgelerde düzgün yansıma yapar ve sensöre geri yansımaz. Bu nedenle radar görüntüsünde siyah tonda ve düzgün olarak gözükürler. Rüzgarlı bir havada dalgaların yaratacağı geometri ve yüzeyin hareketliliği, geri yansımayı fazlalaştırır, parlaklık artar ve neticede radar görüntüsünde açık gri tonlar belirli dokuda yaygın olarak gözükür. Radara doğru eğik olan yüzeyler, daha fazla yansıma gösterirler ve radar görüntüsünde daha parlak görünürler.

Yansıyan Sinyallerin Geliş Açısı Geliş açısı, alımı yapılan yüzeyin normali ile yansıyan sinyallerin doğrultusu

Yansıyan Sinyallerin Geliş Açısı Geliş açısı, alımı yapılan yüzeyin normali ile yansıyan sinyallerin doğrultusu arasında kalan açıdır. Açının artması veya azalması, yüzeydeki cisimlerden yansıyan sinyallerin kuvvet değerlerinde de değişime sebep olur.

Nemlilik Etkisi Radar sinyallerinin yüzeyle etkileşimi nem ve ıslaklıkla orantılı olarak artar veya azalır.

Nemlilik Etkisi Radar sinyallerinin yüzeyle etkileşimi nem ve ıslaklıkla orantılı olarak artar veya azalır. Elektromanyetik dalganın bir yüzeyin altına geçerek alt yüzeylerden yansıyabilmesi, yüzeyin ıslaklık ve nem oranı ile ters orantılı olması anlamına gelir (Shusun 1995). Radar görüntülerinde kuru objeler, ıslak objelerden daha parlak görünürler. Tarımsal bir alanda sulama yapılmamış saha, sulama yapılmış sahaya göre daha parlak tonda görüntülenir. Ancak deniz ve göl yüzeyleri bu durumun dışındadır. Çünkü bu bölgeler sadece sudan oluşurlar ve sinyaller bu bölgelerde düzgün yansıma yaparlar. Şekil 3. 6’de radar sinyallerin su ve toprak ortamında yansıması gösterilmiştir. Neme bağlı olarak radar sinyallerinin su ve toprak ortamında yansıması

Radar Görüntüleme Sistemleri Radar sistemleri, kendi bünyelerinde ürettikleri radar sinyallerini yeryüzüne gönderme ve yeryüzünden

Radar Görüntüleme Sistemleri Radar sistemleri, kendi bünyelerinde ürettikleri radar sinyallerini yeryüzüne gönderme ve yeryüzünden geri yansıyan bu sinyalleri de algılama esasına göre çalışmaktadır. Yansıyan sinyaller geri alınarak, yeryüzüne ait radar görüntüleri elde edilir. Radar görüntüleri pek çok noktanın diziliminden veya resim elemanlarından oluşur. Yeryüzündeki bir alan için radar sinyallerinin geri yansımaları, radar görüntüsünde pikseller şeklinde olmaktadır. Düşük enerjili geri yansımalar, görüntüde ‘karanlık alanlar’ olarak, yüksek enerjili geri yansımalar ‘daha açık alanlar’ olarak gösterilir. Parlaklık, radar antenine yansıyan yüksek miktardaki enerjiyi, koyuluk ise yansıyan düşük miktardaki enerjiyi ifade etmektedir. Günümüzde iki tip radar görüntüleme sistemi mevcuttur. Bunlar: Gerçek Açıklıklı Radarlar (Real Aperture Radars , RAR) Yapay (Sentetik) Açıklıklı Radarlar (Syntetic Aperture Radars , SAR) şeklindedir.

RAR Radar uydusunun algılama geometrisi Şekilde görülmektedir. Sistemin bakış açısı (look angle) nadir noktası

RAR Radar uydusunun algılama geometrisi Şekilde görülmektedir. Sistemin bakış açısı (look angle) nadir noktası ile hedef arasındaki açıdır. Eğim açısı (depression angle), bakış açısının bütünleyenidir ve geliş açısı bakış açısının yer yüzeyinin normali ile yaptığı açıdır. , A uçuş doğrultusu, B nadir nokta, C aydınlatma genişliği, D menzil uzaklığı ve E de iz boyunca uçuş doğrultusuna paralel azimut doğrultusudur. q =eğim açısı a Bakış açısı g geliş açısı

 Uyduya dönen enerjinin büyüklüğü ve gidiş, dönüş zaman uzunluğu, hedefin parlaklığını ve algılayıcıya

Uyduya dönen enerjinin büyüklüğü ve gidiş, dönüş zaman uzunluğu, hedefin parlaklığını ve algılayıcıya olan uzaklığını belirler. Düz ve düze yakın nesneler enerjinin çoğunu yansıtırlar (tam yansıma) bu yüzden bu yüzeyler koyu siyah görünür. Pürüzlü yüzeylere gelen enerji ise saçılmaya uğrar ve antene dönen enerji kaydedilerek parlak bir görüntü oluşturur. Yer yüzündeki iki nesnenin azimut yönünde birbirinden ayırt edilmesi anten boyuna ve eğik uzunluğa bağlıdır. Azimut çözünürlüğü ise uydunun uçuş yönündeki çözünürlüğüdür. Azimut çözünürlüğü (Sarti, 2005) Azimut çözünürlüğü, kısa dalga boylu enerji ve uzun anten boyuna bağlı olarak artar. Ancak fiziksel olarak yeterince uzun anten kullanılamaması istenilen çözünürlükte veri üretilmemesine neden olmaktadır.

 Yatay uzunluk (range) çözünürlüğünde de çözünürlük uçuş doğrultusuna diktir ve anten uzunluğundan bağımsızdır.

Yatay uzunluk (range) çözünürlüğünde de çözünürlük uçuş doğrultusuna diktir ve anten uzunluğundan bağımsızdır. Çözünürlük sadece görüntü açısına (ışın demetinin yer yüzü ile yaptığı açı) ve radar vuruş süresine bağlıdır. Sinyallerin geri dönüş zamanının belirlenmesiyle algılayıcı ve yansıtan nesne arasındaki uzaklık belirlenebilir. Yatay uzunluk çözünürlüğü mikrodalga uzunluğu ile doğru orantılıdır. Azimut çözünürlüğü, λ ne kadar büyük olursa ışın genişliği o derece artar, ışın genişliği gönderilen vuruş (puls) enerjisinin dalga boyu ile doğru orantılıdır. Işın genişliği ise La ile ters orantılıdır. q =eğim açısı R=eğik uzunluk Rg=Yer menzil Rs=eğik menzil çözünürlüğü

Yapay (Sentetik) Açıklıklı Radar (SAR) Yapay açıklıklı radarlar (Syntetic Aperture Radar), gerçek açıklıklı radarların

Yapay (Sentetik) Açıklıklı Radar (SAR) Yapay açıklıklı radarlar (Syntetic Aperture Radar), gerçek açıklıklı radarların sınırlamalarını ortadan kaldırmak için geliştirilmiş sistemlerdir. Bu radarlar ile, kısa anten boyları ve uzun dalgaboyları kullanarak iyi azimut çözünürlüğüne ulaşılabilmektedir. Ayrıca bu sistemlerde azimut çözünürlüğü, eğik mesafeden bağımsızdır. SAR görüntüleri, herhangi bir bölgedeki değişiklikleri araştırmak için oldukça uygun bir kullanım olanağına sahiptir (Akabalı 2002). Yapay açıklık radarlarında açıklık, radarın hareket etmesi yardımıyla sağlanmaktadır. Radar hareket halinde iken, bir yeryüzü noktası birçok farklı konumdan algılanır. Algılanan bu sinyaller dijital ortamda değerlendirilerek yapay bir açıklık sağlanmış olur. Aynı zamanda bu durum SAR teknolojisinin temelini oluşturmaktadır. Şekil 4. 2’deki bir P arazi noktası, radarın A noktası konumundan başlayarak B noktası konumuna kadar görüntülenmektedir. Bu sayede, radarın A noktasından B noktasına hareketi süresince, P arazi noktası birçok farklı konumdan algılanmış olur.

Şekil 3. 12 Arazi noktasının görüntülenmesi

Şekil 3. 12 Arazi noktasının görüntülenmesi

Bir radar sistemi, very toplama özelliğinden dolayı araziyi perspektif bir bakış hattı ile algılar

Bir radar sistemi, very toplama özelliğinden dolayı araziyi perspektif bir bakış hattı ile algılar ve radar anteni ile cisim arasındaki eğik düzlem üzerine doğrusal bir geometri ile görüntüler (Schreier 1993). Radar verisinin iki farklı gösterimi söz konusudur: Eğik mesafe radar görüntüsü, radar anteni ile yeryüzü hedef noktası arasındaki eğik mesafelerin ölçüldüğü görüntüdür. Şekil 4. 3’de SAR sensörü tarafından ölçülen eğik mesafeler şekilsel olarak gösterilmiştir. Yer mesafesi radar görüntüsü ise, radar sensörünü taşıyan platformun yer izi ile hedef noktaları arasındaki mesafelerin ölçüldüğü ve seçilen bir referans düzlemine uygun pozisyonda yerleştirildiği görüntüdür. Şekil 4. 3 Eğik mesafeler

 Şekil 4. 3’te O noktası radar sensörü ve A, B, C, D, E

Şekil 4. 3’te O noktası radar sensörü ve A, B, C, D, E noktaları yeryüzü noktalarıdır. Ayrıca AB , BC , CD , DE mesafeleri eşittir. Ancak radar anteni ile noktalar arasındaki mesafeler, OA < OB < OC < OD < OE şeklinde olmaktadır. radar görüntüsünde, ise yeryüzündeki bu noktalar arasındaki mesafeler: Eğik mesafe AB = OB - OA BC = OC - OB CD = OD - OC DE = OE - OD şeklinde elde edilmekte ve görüntülenmektedir. Bu nedenle radar görüntüsü üzerinde bu mesafeler, AB < BC < CD < DE şeklinde olmaktadır.

 Radar ölçümlerinin sonucu olarak eğik mesafe radar verileri elde edilir. Bu verilerin yer

Radar ölçümlerinin sonucu olarak eğik mesafe radar verileri elde edilir. Bu verilerin yer mesafesine dönüştürülmesi gerekmektedir. Radar sensörünün yeryüzünü görüntülemesi Şekil 4. 4’de ve eğik mesafe ile yer mesafesinin gösterimi Şekil 4. 5’te gösterilmiştir. Şekil 4. 5: Radarın yeryüzünü görüntülemesi (Akabalı 2002)

 Şekil 4. 6 Eğik mesafe ve yer mesafesi

Şekil 4. 6 Eğik mesafe ve yer mesafesi

Eğik mesafesi- Yer mesafesi Radar görüntüleme sistemlerinin diğer UA sistemlerine göre farklı bir geometrisi

Eğik mesafesi- Yer mesafesi Radar görüntüleme sistemlerinin diğer UA sistemlerine göre farklı bir geometrisi vardır. Düzeltilmemiş radar görüntüsü eğik mesafe geometrisinde gösterilmektedir. Yani, radardan yeryüzündeki her bir nesneye olan uzaklığa dayalıdır. Eğik mesafe gerçek yer mesafesine dönüştürülebilir, işte o zaman yeryüzündeki nesneler radar görüntüsünde gerçek x, y koordinatları ile gösterilmiş olurlar.

Eğik mesafe ile yer mesafesi arasındaki matematiksel ilişki

Eğik mesafe ile yer mesafesi arasındaki matematiksel ilişki

SAR Görüntülerinden Sayısal Yükseklik Modeli (SYM) Oluşturulmasında Kullanılan Yöntemler Sayısal arazi modeli (SAM), bilgisayarla

SAR Görüntülerinden Sayısal Yükseklik Modeli (SYM) Oluşturulmasında Kullanılan Yöntemler Sayısal arazi modeli (SAM), bilgisayarla yapılacak işlemlere esas olmak üzere yeryüzünün sayısal olarak temsil edilmesi şeklinde tanımlanmaktadır. Sayısal yükseklik modeli (SYM) alana ait yükseklik bilgilerini içeren ve bunları lekesel olarak ifade eden bir görüntüdür. Üretilen SYM’ de beyaz renkli alanlar yüksekliğin fazla olduğu alanları, siyah renkli alanlar ise yüksekliğin az olduğu alanları göstermektedir. SYM, stereo olarak çekilen uydu ve radar görüntülerinden elde edilmektedir. Görüntü formatındadır. SAM, arazide ölçülmüş nokta koordinatları (x, y, z) kullanılarak elde edilir ve vektörel formattadır. İ Günümüzde SAM üretiminde, SAR görüntüleri de kullanılmaktadır. Ancak radar görüntülerinden doğrudan SAM üretimi mümkün olmamaktadır. Bu nedenle öncelikli olarak Sayısal Yükseklik Modeli (SYM)’nin üretilmesi gerekmektedir. Yapay Açıklıklı Radar (SAR) görüntülerinden, Sayısal Yükseklik Modeli (SYM) oluşturmada iki yöntem kullanılmaktadır. Bunlar stereoskopi ve radar interferometrisi yöntemleridir. Bunlardan stereoskopi yöntemi, klasik bir yöntem olup hassasiyeti düşüktür. Radar İnterferometri yöntemi ise, radar görüntülerine özgü bir yöntem olup, yüksek hassasiyete sahiptir.

Stereoskopi yöntemi Stereoskopi, Fotogrametri biliminde çift gözle görme işlemi olarak adlandırılır. Çift gözle görüşe

Stereoskopi yöntemi Stereoskopi, Fotogrametri biliminde çift gözle görme işlemi olarak adlandırılır. Çift gözle görüşe ise stereoskopik görüş adı verilir. Çift gözle bakıldığında cisimler üç boyutlu olarak görülür. İki gözle bir cisme bakıldığında, her göz bu cismi değişik açı ve doğrultulardan görür. Bu iki farklı görüntü, zihinde birleştirilerek üç boyutlu görme olayı meydana gelir (Gürbüz 1981). Bu nedenle, fotogrametride hava fotoğrafları belli oranlarda birbirleriyle örtüşmeli olarak çekilirler. Bu yöntemin SAR teknolojisine uygulanmasında, uçakların yerini radar uyduları ve hava fotoğraflarının yerini SAR görüntüleri almıştır. SAR tekniğinde , stereo olan iki görüntü arasında ölçülen paralakstan yararlanılarak arazi yüksekliği hesaplanmaktadır.

Stereoskopi yönteminin SAR tekniğindeki uygulaması

Stereoskopi yönteminin SAR tekniğindeki uygulaması

 Stereoskopik yöntem, düşük rölyefli arazilerde beklenen teorik doğruluklara yaklaşmaktadır. Fakat yüksek rölyefli arazilerde

Stereoskopik yöntem, düşük rölyefli arazilerde beklenen teorik doğruluklara yaklaşmaktadır. Fakat yüksek rölyefli arazilerde doğruluk düşmekte ve istenilen teorik doğruluğa yaklaşılamamaktadır. Bunun temel nedeni şudur: Hata modellemesi sadece SAR’ın geometrik beklentilerine açıklama olmakta (bakış ve kesişme açıları, mesafe hatası) ve stereo çiftin ve arazinin radyometrik beklentilerini karşılamamaktadır (Akabalı 2002). Yapılan araştırmalar, SYM doğruluğunda en önemli payın rölyef çeşidi ve eğime ait olduğunu göstermiştir. Kesişme açısının büyüklüğü, stereoskopik birleşmenin kalitesi düşürmektedir. Bu da yüksek arazi rölyefine sahip bölgelerde SYM doğruluğunu düşürür. Diğer yandan, yüksek bir çözünürlük iyi kalitede bir görüntü üretmesine rağmen, bu verilen bir konfigürasyondaki stereo oluşumu değiştirmez ve SYM doğruluğunu geliştirmez (Akabalı 2002).

 SAR görüntüleri, ham veri sinyalinin işlenmesi sonucu elde edilirler. Bu görüntüler eğik mesafe

SAR görüntüleri, ham veri sinyalinin işlenmesi sonucu elde edilirler. Bu görüntüler eğik mesafe veya yer mesafesi biçiminde olmaktadır. Ancak stereo görüş ve değerlendirme için, yer mesafe biçimindeki görüntüler tercih edilmektedir. Çünkü bu görüntü biçiminde mesafe verileri yer mesafesi şeklindedir. Yani görüntü üzerindeki mesafe, arazideki ile aynı olmaktadır. Bu durum sonuçların daha gerçekçi olmasını sağlamaktadır. Yer control noktaları (YKN) ve bağlama noktaları, stereo geometriyi kuvvetlendirmek için ilave edilir. Stereo geometrinin sonuç doğruluğu; temel olarak, yer kontrol noktalarının yer ve görüntü koordinatlarına bağlıdır. Görüntü koordinatları kıymetlendirme aletinde veya bilgisayar monitöründe interaktif olarak ölçülürler (Akabalı 2002). Yer kontrol noktaları; GPS ile, topografik haritalardan, klasik haritacılık yöntemleriyle ve fotogrametrik yöntemlerle de elde edilmektedir.

Radar İnterferometri yöntemi Radar interferometri, aynı bölgenin birbirinden çok az kayık iki yörüngeden görüntüsünün

Radar İnterferometri yöntemi Radar interferometri, aynı bölgenin birbirinden çok az kayık iki yörüngeden görüntüsünün alımı esasına dayanmaktadır (Akabalı 2002). İnterferometrik SAR teknolojisi ile küçük bir anten ile yapay açıklık oluşturularak yüksek çözünürlük elde edilebilir (Uslu 2002). İnterferometrik SAR (In. SAR) işlemi; radar sistemi ile dünya üzerinde bulunan ve radarın hareket yönüne belli bir açı yaparak giden sinyalin geri yansıdığı nokta arasındaki mesafelerin ölçülmesine denir. Ölçülen bu mesafeye eğimli (slant) menzil, yere olan izdüşümüne de yer (ground) menzili adı verilmektedir. Bir sonraki şekilde eğimli menzil ve yer menzili gösterilmiştir.

 Ψ = 90 – γ G = Scos (90 – Ψ) = Ssin

Ψ = 90 – γ G = Scos (90 – Ψ) = Ssin γ şeklinde olmaktadır. Eğik menzil ve yer menzilinin gösterimi

 Diğer yandan uçuş yönüne yol boyu (along-track) yada azimut yönü denilirken, uçuş yoluna

Diğer yandan uçuş yönüne yol boyu (along-track) yada azimut yönü denilirken, uçuş yoluna dik yöne ise yol çaprazı (across-track) yada menzil (range) yönü denilir. Antenin gösterdiği doğultu ile nadir denilen dünyanın merkezine doğru olan doğrultu arasında kalan açıya ise bakış açısı (γ) denilmektedir. SAR sensörü işlenmemiş veri sağlar. Bu verilerle elde edilen birden fazla görüntünün ortak kaydı yapılır. Ortak kayıt, aynı bölgeye ait iki görüntüden birinin asıl (master), diğerinin yedek (slave) kabul edilerek ilgili bölgeyi tam olarak kaplayacak şekilde birbirleri üzerine konulması işlemine denir. Böylece iki görüntü arasındaki değişimler tespit edilebilir (Uslu 2002).

 Ortak kaydı yapılan iki görüntünden interferogram ve faz görüntüsü elde edilir. Bu sayede

Ortak kaydı yapılan iki görüntünden interferogram ve faz görüntüsü elde edilir. Bu sayede iki görüntünün pikselleri arasındaki faz farkları elde edilmiş olur. İnterferometrik SAR işleminde daha sonra faz açılımı aşamasına geçilir. Bu aşama, görüntüdeki her bir piksele ait yükselmeyi veya alçalmayı hesaplamaya yaramaktadır. İn. SAR işleminde en son aşama, sayısal yükseklik modelinin oluşturulmasıdır. Bu aşamada açılmış faz görüntüsü düşey yükselti görüntüsüne dönüştürülür. İn. SAR verisi elde etmek için dört yöntem kullanılmaktadır. Bu yöntemler; yol çaprazı yöntemi, yol boyu yöntemi, tekrarlı geçiş yöntemi, diferansiyel interferometri yöntemi olarak isimlendirilmektedir. Diferansiyel interferometri yöntemi ile cm hassasiyetinde yükseklik verisi ve dolayısı ile SYM üretilebilmektedir.

 Kaynaklar: http: //www. radartutorial. eu/01. basics/Radar%20 prensibinin%20 fiziksel%20 temeller i. tr. html Fundamentals

Kaynaklar: http: //www. radartutorial. eu/01. basics/Radar%20 prensibinin%20 fiziksel%20 temeller i. tr. html Fundamentals of Remote Sensing, A Canada Centre for Remote Sensing Tutorial