Uydu görüntülerinde hedef bölgeye ilişkin farklılıkların tespiti
Detection of differences regarding the target region in satellite images
- Tez No: 1002946
- Danışmanlar: PROF. DR. ZİYA TELATAR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Bilim ve Teknoloji, Savunma ve Savunma Teknolojileri, Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Science and Technology, Defense and Defense Technologies, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Savunma teknolojileri, Defence technologies
- Yıl: 2026
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Milli Savunma Üniversitesi
- Enstitü: Alparslan Savunma Bilimleri ve Milli Güvenlik Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Askeri Elektronik Sistemler Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Askeri Elektronik Sistemler Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Uydu görüntülerinde fark tespiti, farklı zamanlarda elde edilen görüntüler arasındaki anlamlı değişimlerin belirlenmesini amaçlayan ve uzaktan algılama alanında yaygın olarak ele alınan temel problemlerden biridir. Bu problem; çevresel izleme, arazi kullanım değişimi analizi, afet hasar tespiti, kentsel gelişim takibi, askeri ve güvenlik uygulamaları gibi birçok kritik alanda önemli bir rol oynamaktadır. Ancak uydu görüntülerinin farklı zamanlarda, farklı sensörler ve farklı geometrik koşullar altında elde edilmesi; görüntüler arasında dönme, hizalama hataları, radyometrik farklılıklar ve çeşitli gürültü türlerinin oluşmasına neden olmakta, bu durum fark tespiti algoritmalarının doğruluğunu olumsuz yönde etkilemektedir. Bu tez çalışmasında, uydu görüntüleri arasındaki farkların geleneksel görüntü işleme yöntemleri kullanılarak tespit edilmesi amaçlanmış; bununla birlikte, söz konusu yöntemlerin performansını ve doğruluğunu artırmaya yönelik yeni yaklaşımlar da geliştirilerek literatüre katkı sunulmuştur. Çalışma kapsamında görüntüler, farklı açılarda döndürülerek geometrik bozunumlara maruz bırakılmış; ayrıca toplamsal, katlamsal ve toplamsal-katlamsal gürültü senaryoları oluşturularak yöntemin farklı bozucu etkiler altındaki davranışı incelenmiştir. Geometrik hizalama aşamasında SSIM (Structural Similarity Index) tabanlı yaklaşım kullanılmış, radyometrik farklılıkların azaltılması amacıyla histogram eşitleme, histogram eşleme ve z-puanı(score) normalizasyonu yöntemleri karşılaştırılmıştır. Fark görüntülerinin değerlendirilmesinde ise çok aşamalı dirsek noktası (knee) analizi ile adaptif eşik belirlenmiş; gürültü kaynaklı sahte değişimleri azaltmak amacıyla 3×3 morfolojik işlem ile 2×2 blok tabanlı uzamsal karar mekanizmaları karşılaştırılmıştır. Elde edilen sonuçlar, SSIM tabanlı hizalama yaklaşımının özellikle düşük seviyede dokusal değişimler bulunan uydu görüntülerinde daha güvenilir sonuçlar verdiğini göstermiştir. Radyometrik ön işleme aşamasında histogram eşleme yönteminin daha dengeli ve kararlı sonuçlar ürettiği belirlenmiştir. Adaptif eşikleme yaklaşımı, farklı sahnelerde uygun eşik değerinin otomatik olarak belirlenmesini sağlamış; 2×2 blok tabanlı yaklaşımın ise özellikle ince ve doğrusal yapıların korunmasında daha başarılı olduğu görülmüştür. Önerilen yöntemin; sınır güvenliği, askeri gözetleme, deniz trafiği izleme, afet sonrası hasar analizi, kentsel büyümenin takibi ve çevresel değişimlerin izlenmesi gibi alanlarda uygulanabilir olduğu değerlendirilmektedir. Özellikle radar sistemlerinin sınırlı kaldığı durumlarda uydu görüntülerine dayalı değişim tespiti yaklaşımlarının alternatif bir gözlem aracı olarak kullanılabileceği öngörülmektedir. Sonuç olarak bu çalışma, geleneksel görüntü işleme yöntemlerinin uygun ön işleme ve karar mekanizmaları ile birlikte kullanıldığında, uydu görüntülerinde fark tespiti için etkili ve yorumlanabilir bir çözüm sunduğunu ortaya koymaktadır.
Özet (Çeviri)
Change detection in satellite imagery is a fundamental problem in remote sensing that aims to identify meaningful differences between images acquired at different times. This problem plays an important role in many critical areas such as environmental monitoring, land use change analysis, disaster damage assessment, urban development monitoring, military and security applications. However, satellite images acquired under different temporal, sensor, and geometric conditions often introduce rotation, misalignment errors, radiometric differences, and various types of noise, which negatively affect the accuracy of change detection algorithms. In this thesis, it is aimed to detect the differences between satellite images using traditional image processing methods; furthermore, novel approaches have been developed to improve the performance and accuracy of these methods, thereby contributing to the literature. Within the scope of the study, images are subjected to geometric distortions by applying rotations at different angles. In addition, additive, convolutional, and combined additive– convolutional noise scenarios are generated to analyze the behavior of the proposed method under various degrading conditions. For geometric alignment, a SSIM (Structural Similarity Index)-based approach is employed, while histogram equalization, histogram matching, and z-score normalization methods are comparatively evaluated to reduce radiometric differences. In the change detection stage, an adaptive threshold is determined using a multi-stage knee point analysis, and 3×3 morphological operations are compared with 2×2 block-based spatial decision mechanisms to suppress noise-induced false changes. The results demonstrate that the SSIM-based alignment approach provides more reliable results, especially in low-texture satellite images. In terms of radiometric preprocessing, histogram matching produces more stable and balanced results. The adaptive thresholding approach enables automatic determination of optimal threshold values under different scene conditions, while the 2×2 block-based method performs better in preserving fine and linear structures compared to the 3×3 morphological approach. The proposed method is considered applicable in areas such as border security, military surveillance, maritime traffic monitoring, post-disaster damage assessment, urban growth analysis, and environmental monitoring. Particularly in scenarios where radar systems are limited, satellite image-based change detection approaches can serve as an alternative observation tool. In conclusion, this study demonstrates that traditional image processing methods, when combined with appropriate preprocessing and decision mechanisms, provide an effective and interpretable solution for change detection in satellite imagery.
Benzer Tezler
- Uydu verileri temelli derin öğrenme ve açıklanabilir makine öğrenmesi teknikleri kullanılarak Sakarya ili fındık alanlarının mekansal dağılımının belirlenmesi
Determining the spatial distribution of hazelnut areas in Sakarya province using satellite data-based deep learning and explainable machine learning techniques
GAFUR SEMİ ŞENGÜL
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
Jeodezi ve Fotogrametriİstanbul Teknik ÜniversitesiGeomatik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ELİF SERTEL
PROF. DR. BEYZA USTAOĞLU
- Karacasu (Aydın) civarındaki demir oksit oluşumlarının uydu görüntüleri ile incelenmesi
Investigation of iron oxide formations in Karacasu (Aydin) by satellite images
BURÇİN KURT
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Jeoloji MühendisliğiPamukkale ÜniversitesiJeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HULUSİ KARGI
- Evrişimli sinir ağları ile yüksek çözünürlüklü uydu görüntülerinden uçak tespiti
Aircraft detection from high resolution satellite images with convolutional neural networks
EMİNE DİLŞAD ÜNSAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Jeodezi ve Fotogrametriİstanbul Teknik Üniversitesiİletişim Sistemleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ELİF SERTEL
- Yapay açıklıklı radar ve GPS/GNSS verileri ile düşey yönlü yüzey deformasyonlarının modellenmesi
Modeling of vertical surface deformations using Synthetic Aperture Radar and GPS/GNSS data
OĞUZ ÇINAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Jeodezi ve FotogrametriÇanakkale Onsekiz Mart ÜniversitesiCoğrafi Bilgi Teknolojileri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. RAMAZAN CÜNEYT ERENOĞLU
- Analysis of the crustal deformation caused by the 1999 Izmıt Düzce earthquakes using synthetic alperture radar interferomentry
1999 İzmit ve Düzce depremlerinin neden olduğu kabuk deformasyonunun sentetikaçıklık radar interferometrisi ile incelenmesi
ZİYADİN ÇAKIR
Doktora
İngilizce
2003
Jeoloji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiJeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SERDAR AKYÜZ