Spektral imgeler

SPEKTRAL İMGELER

• SPEKTRAL İMGELER

• ALGILAYICI TEKNOLOJİSİ

• GÖRÜNTÜLERİN SINIFLANDIRILMASI VE YORUMLANMASI

1302070079 TUĞÇE SUBAŞI

• 1302070079 TUĞÇE SUBAŞI

• 1302090069 KADER ZENGİN

• 1302080093 BURAK BAYBURTLU

• 1302070060 Y.EMRE FENDOĞLU

Elektromanyetik spektrumda dalga boyları bina mertebesinde uzunluğa sahip radyo dalgalarından, bir atom çekirdeği mertebesindeki kısa dalga boylarına kadar uzanır. İnsan gözünün algılayabildiği dalga boyları, sadece görünür bölgedekilerdir.

• Elektromanyetik spektrumda dalga boyları bina mertebesinde uzunluğa sahip radyo dalgalarından, bir atom çekirdeği mertebesindeki kısa dalga boylarına kadar uzanır. İnsan gözünün algılayabildiği dalga boyları, sadece görünür bölgedekilerdir.

Bir malzeme için yansıyan, yutulan, veya iletilen ışınım miktarları dalga boyuna bağlı olarak değişir. Bu önemli özellik sayesinde farklı nesneleri ya da sınıfları ayırt etmek olanaklıdır.

• Bir malzeme için yansıyan, yutulan, veya iletilen ışınım miktarları dalga boyuna bağlı olarak değişir. Bu önemli özellik sayesinde farklı nesneleri ya da sınıfları ayırt etmek olanaklıdır.

• Aşağıdaki görüntüde yeryüzündeki bazı maddelerin spektral yansımaları gösterilmektedir. Çalışmanın amacına göre, bir görüntüde ayırt edilmek istenen maddeler değişecektir. Analistler, daha iyi bir analiz yapmak için, spektral imgelerden yararlanarak kullanılması gereken spektral bantları belirlemektedirler.

Uzaktan Algılama görüntüleri dijital formlarda kayıt edilir ve bilgisayarlar tarafından görüntüye dönüştürülmek üzere işlenir. Bir uzaktan algılama sisteminde algılayıcı enerjiyi (ışığı) algılar, ölçer ve miktarını bilgisayarın okuyabileceği bir sayıya çevirir. Yörüngedeki uzay aracı bu kodları sinyaller ile yeryüzündeki uydu yer istasyonuna gönderir.

• Uzaktan Algılama görüntüleri dijital formlarda kayıt edilir ve bilgisayarlar tarafından görüntüye dönüştürülmek üzere işlenir. Bir uzaktan algılama sisteminde algılayıcı enerjiyi (ışığı) algılar, ölçer ve miktarını bilgisayarın okuyabileceği bir sayıya çevirir. Yörüngedeki uzay aracı bu kodları sinyaller ile yeryüzündeki uydu yer istasyonuna gönderir.

• Bu sinyaller alınarak sayı dizilerine çevrilir, sıra ve sütunlar bir gri değerine denk gelen sayı ile ifade edilir ve bir dijital görüntü oluştururlar. Kısaca, sayılar küçük resim elemanlarına çevrilirler ve bir araya geldiklerinde görüntünün tamamını oluştururlar. Dijital görüntüyü oluşturan resim elemanlarına piksel adı verilir. Her piksele ait olan ve temsil edilen alandan gelen ortalama ışınımı veren değer DN ile gösterilir. DN değerleri genellikle 0-255 arasındadır.

Çözünürlük bir görüntüleme sisteminde kayıt edilen detayların ayırt edebilebilirlik ölçüsüdür. Uydu Görüntüleri için 4 farklı çözünürlük tanımlanmaktadır:

• Çözünürlük bir görüntüleme sisteminde kayıt edilen detayların ayırt edebilebilirlik ölçüsüdür. Uydu Görüntüleri için 4 farklı çözünürlük tanımlanmaktadır:

• Radyometrik Çözünürlük: Elektromanyetik enerji miktarında sahip olunan hassasiyet radyometrik çözünürlüğü göstermektedir. Bir başka deyişle, bir görüntüleme sisteminin radyometrik çözünürlüğü, enerji farklılıklarını ayırt edebilme yeteneğini gösterir. Bahsedilen enerji farklılıkları ayırt edilmesi mümkün olan gri tonu sayısına denk gelir.

• Aynı bölgeye ait 2-bitlik bir görüntü (1) ile 8-bitlik bir görüntü (2) karşılaştırıldığında, radyometrik çözünürlükle ilişkili olarak detay ayırt etme seviyesindeki fark göze çarpmaktadır

Renkler, üç ana rengin (kırmızı, yeşil, mavi) farklı oranlarda karıştırılması ile elde edilir. İnsan gözü sadece görünür bölgedeki dalga boylarını algılamaktadır. Optik görüntüler oluşturulurken, sırasıyla kırmızı yeşil ve mavi bantlara ait görüntüler bilgisayar ekranında görüntülendiğinde doğal renkli görüntü, diğer tüm bant kombinasyonlarının görüntülenmesi durumunda ise yapay renkli görüntü elde edilir. Yapay görüntüler, özellikle insan gözünün duyarlı olmadığı bir spektral bölgedeki yansımaya ilişkin bilgi sağlayarak gözün algılamadığının görünür hale getirildiği görüntüler olup bazı uygulama alanları için büyük öneme sahiptirler.

• Renkler, üç ana rengin (kırmızı, yeşil, mavi) farklı oranlarda karıştırılması ile elde edilir. İnsan gözü sadece görünür bölgedeki dalga boylarını algılamaktadır. Optik görüntüler oluşturulurken, sırasıyla kırmızı yeşil ve mavi bantlara ait görüntüler bilgisayar ekranında görüntülendiğinde doğal renkli görüntü, diğer tüm bant kombinasyonlarının görüntülenmesi durumunda ise yapay renkli görüntü elde edilir. Yapay görüntüler, özellikle insan gözünün duyarlı olmadığı bir spektral bölgedeki yansımaya ilişkin bilgi sağlayarak gözün algılamadığının görünür hale getirildiği görüntüler olup bazı uygulama alanları için büyük öneme sahiptirler.

Radar görüntüleri de siyah-beyaz görüntüler olup kırmızı mavi yeşil (RGB) kombinasyonunda çok-spektrumlu, çok-zamanlı ve çok-polarizasyonlu görüntülerin kullanılması ile renkli görüntü elde edilebilir

• Radar görüntüleri de siyah-beyaz görüntüler olup kırmızı mavi yeşil (RGB) kombinasyonunda çok-spektrumlu, çok-zamanlı ve çok-polarizasyonlu görüntülerin kullanılması ile renkli görüntü elde edilebilir

• Yeryüzüne gelen güneş enerjisi atmosfer tarafından soğurulma

• (yutulma), dağıtılma ve yansıtılma gibi işlemler sonucu

• değiştirilmektedir. Soğurulmanın nedeni, çok atomlu moleküllerin

• titreşim ve dönmelerinin değişik enerji seviyelerine geçişi olduğu

• kadar atom ve moleküle bağlı elektronların farklı enerji seviyesine

• geçişindendir.

Görüntüler pek çok histogram işlemleri ve filtreleme metodları ile zenginleştirilebilir.

• Görüntüler pek çok histogram işlemleri ve filtreleme metodları ile zenginleştirilebilir.

• Histogram: Histogram bir görüntüdeki yansıma değerlerinin grafik gösterimidir. Grafikte, yansıma değerleri (genellikle 0-255) x-ekseni üzerinde ve bu değerlerin görüntüde tekrar etme sıklığı ise y-ekseninde görülmektedir.

• Bir görüntünün belli dağılıma sahip yansıma değerleri üzerinde işlemler yapılarak görüntüde istenen özellikler daha belirgin hale getirilebilir.

Uzaktan Algılama teknolojisi yüksek çözünürlükte kaynakların çok daha verimli yönetilmesine olanak vermektedir.

• Uzaktan Algılama teknolojisi yüksek çözünürlükte kaynakların çok daha verimli yönetilmesine olanak vermektedir.

• Geniş bir terim olan çözünürlük, görüntü aracında görüntülenen piksel sayısı veya görüntü dosyasındaki pikselin temsil ettiği yeryüzü alanı olarak tanımlanabilir. Ancak bu geniş tanım uzaktan algılanmış veri tasvirinde yetersiz kalmaktadır (ERDAS 1995). Çözünürlük, detayların ayırt edilebilme gücünü belirtir. Bir uydu görüntüsünün çözünürlüğünden bahsedildiği zaman;

• spektral,

• geometrik ( mekansal – konumsal )

• radyometrik

• zamansal

• olmak üzere dört farklı çözünürlük açısından incelenmelidir.

Spektral çözünürlük, bir algılayıcının ince (dar) dalga boyu aralıklarını tanımlama yeteneğini tarif eder. Daha iyi bir spektral çözünürlük, özel bir kanal veya bant için daha dar dalga boyu aralığı demektir. Yani, bir bant veya kanalın spektral çözünürlüğüne kadar yüksekse, o bant veya kanalın duyarlı olduğu bir başka deyişle, alım yapılan dalga boyu aralığı o kadar dar demektir.

• Spektral çözünürlük, bir algılayıcının ince (dar) dalga boyu aralıklarını tanımlama yeteneğini tarif eder. Daha iyi bir spektral çözünürlük, özel bir kanal veya bant için daha dar dalga boyu aralığı demektir. Yani, bir bant veya kanalın spektral çözünürlüğüne kadar yüksekse, o bant veya kanalın duyarlı olduğu bir başka deyişle, alım yapılan dalga boyu aralığı o kadar dar demektir.

2. Mekansal (Geometrik-Konumsal) çözünürlük, algılayıcı tarafından algılanan bir pikselin yeryüzünde temsil ettiği alanın, bir başka deyişle ayırt edilebilen en küçük objenin boyutudur.

• 2. Mekansal (Geometrik-Konumsal) çözünürlük, algılayıcı tarafından algılanan bir pikselin yeryüzünde temsil ettiği alanın, bir başka deyişle ayırt edilebilen en küçük objenin boyutudur.

Homojen bir özelliğin ayırt edilebilmesi için boyutunun genellikle çözünürlük hücresine eşit veya daha büyük olması gereklidir. Şayet özellik (obje) bundan daha küçükse çözünürlük hücresinde kaydedilecek olan bütün özelliklerin ortalama parlaklıkları olarak ayırt edilemez.

• Homojen bir özelliğin ayırt edilebilmesi için boyutunun genellikle çözünürlük hücresine eşit veya daha büyük olması gereklidir. Şayet özellik (obje) bundan daha küçükse çözünürlük hücresinde kaydedilecek olan bütün özelliklerin ortalama parlaklıkları olarak ayırt edilemez.

Azalan radyometrik çözünürlük >>>>>>>>>>>>

• Azalan radyometrik çözünürlük >>>>>>>>>>>>

Sürekli bulutlar yer yüzeyinin sınırlı olarak açık (temiz) görünmesini sağlar (Tropik bölgelerde, sık sık)

• Sürekli bulutlar yer yüzeyinin sınırlı olarak açık (temiz) görünmesini sağlar (Tropik bölgelerde, sık sık)

• Kısa süren olayları görüntüleme ihtiyacı(taşkınlar, petrol saçılmaları gibi)

• Çok zamanlı kıyaslamalarda ihtiyaç duyulur (örneğin; yıldan yıla bir orman hastalığının yayılması)

• Zamanla bir objenin görünümünün değişmesiyle yakın benzerlikteki objelerden (buğday/mısır) onu ayırt edebilmek için kullanılabilir.

Dijital görüntülerde farklı özellik tipleri, doğal spektral yansıtma ve yayma özelliklerine bağlı olarak farklı sayısal değerler içeren kombinasyonlar oluşturmaktadır. Bu farklılıktan yararlanılarak aynı spektral özellikleri taşıyan yer yüzündeki nesneler gruplandırılabilmektedir. Amaç uydu görüntülerindeki her pikseli spektral özelliklerine göre farklı gruplara ayırmak ve pikseli yansıtma değerlerine göre yer yüzünde karşılık geldiği kümeye atamaktır.

• Dijital görüntülerde farklı özellik tipleri, doğal spektral yansıtma ve yayma özelliklerine bağlı olarak farklı sayısal değerler içeren kombinasyonlar oluşturmaktadır. Bu farklılıktan yararlanılarak aynı spektral özellikleri taşıyan yer yüzündeki nesneler gruplandırılabilmektedir. Amaç uydu görüntülerindeki her pikseli spektral özelliklerine göre farklı gruplara ayırmak ve pikseli yansıtma değerlerine göre yer yüzünde karşılık geldiği kümeye atamaktır.

• Sınıflandırma işleminin gerçekleştirilmesinde dikkat edilecek hususlar şunlardır:

a)Kontrollü (Supervised) Sınıflandırma

• a)Kontrollü (Supervised) Sınıflandırma

• Bu yöntemde çalışma alanındaki yer yüzü özelliklerini tanımlayan yeteri sayıdaki örnek bölgeler (test alanlar) kullanılarak, sınıflandırılacak her bir cisim için spektral özellikleri tanımlı özellik dosyaları oluşturulur. Bu dosyaların görüntü verilerine uygulanması ile her bir görüntü elemanı (piksel), hesaplanan olasılık değerlerine göre en çok benzer olduğu sınıfa atanmaktadır.

Bu sınıflandırma yönteminde pixel boyutunda gruplanmış veriler yerine oluşturulan segmentler kullanılır. Segment, belli bir gri değerine veya aralığa sahip ve bu gri değerleri grubunu temsil eden alanlar olarak nitelendirilebilir. Bu alanlar (segmentler) seçilen segment parametrelerinin değerlerine göre görüntüde farklılık gösterir.

• Bu sınıflandırma yönteminde pixel boyutunda gruplanmış veriler yerine oluşturulan segmentler kullanılır. Segment, belli bir gri değerine veya aralığa sahip ve bu gri değerleri grubunu temsil eden alanlar olarak nitelendirilebilir. Bu alanlar (segmentler) seçilen segment parametrelerinin değerlerine göre görüntüde farklılık gösterir.

• Segment parametreleri, görüntünün özelliklerine göre ve yapılacak sınıflandırmaya göre birden fazla Level değerleri oluşturularak belirlenir ve amaca en uygun parametreler (Level) sınıflandırma işlemi için kullanılır.

• Level Scale Parameter Color Shape Smoothness Compactness

• Level1 5 0.7 0.3 0.9 0.1

• Level2 10 0.5 0.5 0.5 0.5

• Level3 25 1.0 0 0.5 0.5

www.irfanakar.com

• www.irfanakar.com

• http://jeodezi.karaelmas.edu.tr/linkler/akademik/marangoz/marangoz_files/DersNotlari/UZALG/UZAL_07B.pdf

• http://ormanweb.sdu.edu.tr/dersler/hocoban/ua

• http://rst.gsfc.nasa.gov/