Elektro-optik ve SAR uydu görüntüleri ile arazi bitki örtüsünün belirlenmesi
Defining land vegetation type using electro-optic and SAR satellite images
- Tez No: 154324
- Danışmanlar: PROF.DR. AYHAN ALKIŞ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Jeodezi ve Fotogrametri, Geodesy and Photogrammetry
- Anahtar Kelimeler: SAR, InSAR, arazi kullanımı, uzaktan algılama, SYM, sınıflandırma, SAR, InSAR, Landsat, land use, remote sensing, DEM, classification xii
- Yıl: 2004
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Jeodezi ve Fotogrametri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 233
Özet
ÖZET Ekolojik dengenin korunması ve ülke ekonomisinin geliştirilmesi için, doğal kaynakların planlı olarak kullanılması yerlerinin saptanması ve envanterlerinin çıkarılması gerekmektedir. Doğal kaynak etütlerinde, zaman, doğruluk ve ekonomiklik en önemli parametreler olmaktadır. Belirtilen parametreler dikkate alındığında uydu teknolojisinin doğal kaynak veri tabam oluşturulmasında kullanılmasının uygunluğu ortaya çıkmaktadır. Ancak uydu görüntülerinin kullanımı, kullanıcı yeteneğine ve görüntü özelliğine bağlı olarak bazı sınırlamalar içermektedir. Bu araştırma ile optik uydu görüntüleri ile doğal kaynak ve ürün deseni envanterlerinin oluşturulmasında karşılaşılan ayırt etme güçlüklerini çözmeye yönelik olarak radar (SAR) görüntülerinin kullanılması amaçlanmıştır. Orman, maki-funda, mera, zeytin vb çok yıllık bitki örtüsü ile buğday, pamuk ve diğer tek yıllık bitkilerin belirlenmesinde, Landsat-5 uydu görüntüsü ile Radarsat-1 uydu görüntüsünün birlikte kullanılabilirliği denenmiştir. Bazı bitki örtülerinin, çözünürlük yada bitki örtüsünün toprağı örtme oranlarındaki yetersizlik, atmosfer koşullan gibi nedenler ile optik görüntülerde belirlenebilmesinde güçlükler yaşanmaktadır. Bu nedenle öğelerin dağılım alanlarının belirlenmesinde mikrodalga boyundaki enerjiyi kullanan SAR görüntülerinin bulunabileceği katkıları araştırmak üzere, Landsat ve Landsat ile RADARSAT-1 (C bant) görüntülerinin birleştirilmesi (fusion) ile üretilen görüntülerin sınıflandırma sonuçlarının karşılaştırılması bu tezin hedeflerinden bir tanesidir. Bu amaçla, Landsat 453 bant kombinasyonu 1/25.000 ölçekli topografik haritalar kullanılarak yataylanmış ve daha sonra altlık ürün deseni haritası oluşturmak üzere kontrolsüz sınıflandırma işlemi yapılmıştır. Bu altlık ürün deseni haritası kullanılarak birebirleri ile karışan bitki türlerini belirlemek için arazi çalışmaları yapılmıştır. Arazi çalışmaları suresince bir el spectroradyometresi ile mevcut bitki türlerinin yansımaları ölçülmüş ve bir veri tabam oluşturulmuştur. Görüntülerin sınıflandırılmalarında iki ayrı yöntem kullanılmıştır. Birinci yöntemde arazi gözlemlerine dayanarak her bir görüntü, kontrollü olarak sınıflandırılmış ve istatistiki sonuçlan saptanmıştır. Diğer yöntemde ise, arazi gözlemlerine dayanılarak belirlenen her bir sınıf için Landsat uydu görüntüsü üzerinde poligonlar çizilmiştir. Sınıfların belirlendiği ve kaydedildiği“sınıf atama”(signature) aşamasında,“region growing”yada“poligon çizme”yöntemleri yerine bu poligonların her görüntünün sınıflandırılmasında aynı alam tanımlaması için“existing poligon”yöntemi kullanılmıştır. Sınıflandırma sonuçlarının istatistik değerlendirmelerine göre FUSE yöntemi ile birleştirilen görüntülerin sınıflandırma iç doğrulukları en iyi sonucu vermiş ve Landsat uydu görüntüsüne göre yaklaşık %8.58 artarak %91.14 e ulaştığı gözlenmiştir. Yer gerçeği kontrollerinde de, Landsat'a göre %6 doğruluk artışı ile %81.20 değere FUSE yöntemi ile birleştirilmiş görüntü sınıflandırılması ile ulaşılmıştır. Bu tezin diğer amacı da, bitki üst kısımlarından geri saçılan mikrodalga enerji içeren stereo RADARSAT-1 görüntülerinden üretilen SYM (Sayısal Yükseklik Modeli) ile sayısal eşyükselti eğrilerinden üretilen SAM (Sayısal Arazi Modeli) farklarının yüzey doku yüksekliği ile ilişkilerinin araştırılmasıdır. Bu yöntem ile elde edilen SYM' ler farkının, yer gerçeği ile karşılaştırmaları yapılmış, ortalama SYM farkının küçükten büyüğe sırasıyla, deniz yüzeyi (0 m), orman (6.66 m), boş toprak (7.68 m), ırmak yatağı (7.96 m), tek yıllık bitkilerden (10.64 m), mera (15.07 m), yerleşim yol (15.82 m), maki funda (22.24 m), zeytin (27.59 m) elde edildiği saptanmıştır. Düz ve düze yakın olan hafif eğimli arazilerde kabul edilebilir fark değerleri belirlenirken, dik eğimli yerlerde ilişki kurulamamıştır. 8°' lik kesişim açısına ve yüksek çözünürlüğe sahip olmasına rağmen F1-F5 stereo çiftinden üretilen SYMTerin doğruluğu ve arazinin eğimi arasında ters doğrusal bir ilişki bulunmuştur. Eğim arttıkça doğruluk azalmıştır. Çok yüksek alanlarda ise çok büyük sapmalar gözlemlenmiştir
Özet (Çeviri)
ABSTRACT To protect the ecological balance and to meet the demands of growing economy, it is necessary to use natural resources carefully, to locate new natural resource deposits and to determine the inventory of them. Time, accuracy and economy are the most important parameters for natural resource research. If these parameters are taken into account, it is obvious that using remote sensing techniques for natural resources data base source is the proper solution. However depending on the user ability and image properties there are some restrictions for using remotely sensed data. In this research, radar SAR images are going to be used to solve the problems on defining natural products and textures from optical images. It is aimed to define vegetation type including forest, scrub, pasture, olive fields etc. as permanent plant cover and wheat, cotton, etc. as annually cultivated plant cover, which could not be recognized on optical images due to the low density and the other restricting parameters, by processing RADARSAT C band images with Landsat-5 optical images. Due to the limitations such as low resolution, low density, atmospheric conditions or being identified on the same spectral region as olive, forest and scrub (brush) areas, it is difficult to produce vegetation maps from optical images. Because in such cases the error propagation is over limits. Therefore, in order to determine the use of RADARSAT images for defining objects, comparing the results of classification of Landsat-5 images and fused RADARSAT- 1 (C band with HH polarisation which has volumetric scattering of vegetation) and Landsat-5 (4, 5, 3 band combination) images is one of the aims of this thesis. For this purpose, at first Landsat- 453 band combination is rectified by 1/25.000-scaled topographic maps, and then unsupervised classification process is applied to create a draft map of crop types. Field work is done to determine the mixing plant types using the draft crop type map. During the field works, properties of crop type are determined by using a hand spectrometer, and a database is created. The topography, soil cover and the vegetation type are defined by this fieldwork. Afterwards, two different methods are tested in supervised classification as using user defined training sets for each image group individually and using the same polygons depending on the field works. In the latter, for defining signature instead of using region growing or polygon drawing tools, existing polygon vector layer is used in order to make certain the same training set is used for each group of images. According to the statistics of evaluations, fused image by FUSE tools of PCI gives the better result. Overall accuracy is 91.14%, and 8.58% improvement is gained in comparison to Landsat classification results. According to the ground truth, accuracy is 81.20% with an increase of 6% compared to the Landsat. In this research, the availability of defining land use types by using Digital Elevation Models (DEM) is also investigated. For this purpose, a DEM is generated from RADARSAT- 1 images and a digital terrain model (DTM) is generated from 1/25.000 scaled contour lines. The difference DEM is produced by subtracting the DTM from the DEM to evaluate the relation between biomas height and the difference map. Difference DEM values are compared with the lineament height using standard deviations, means and maximum and minimum difference values of each point. A classification has been made in an ascending order using the mean values of land use types. According to this, land use types and their mean heights are given as sea level (0), forest (6.66m), bare soil (7.68), river bed (7.96m), annually planted (10.64m), pasture (15.75m), urban areas (15.82m), scrub (22.24m) and olive (27.59m). A relationship between the land type and difference map height value is determined in the flat and with moderately sloped lands. Since the results show that Stereo RADARSAT DEM accuracy is correlated with the slopes, it is observed that standard deviation of elevation difference increases as the slope range increase. As a result, it is becoming hard to define a relation between the land use type and elevation difference map
Benzer Tezler
- Kompsat-5 SAR görüntüleri kullanılarak üretilen SYM verisinin hassasiyetinin araştırılması
Investigation of the precision of DEM data produced using Kompsat-5 Sar images
MUSTAFA DURAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Jeodezi ve FotogrametriZonguldak Bülent Ecevit ÜniversitesiGeomatik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ERAY KÖKSAL
- Segmentation of satellite sar images using squeeze and attention based deep networks
Uydu-bazlı sar imgelerınde kısık dıkkat odaklı derin ögrenme kullanan segmentasyon algoritması
ELMIRA KHAJEI
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM KÖRPEOĞLU
- Muharip uçaklarda kullanılan radar görüntüleme yöntemlerinin incelenmesi
An investigation of radar imaging methods used in fighter aircraft
EMRAH ONAT
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. YAKUP ÖZKAZANÇ
- Arkeolojik kazılardan elde edilen örneklerin elektron spin rezonans, termolüminesans ve optik uyarmalı lüminesans tarihlendirme yöntemleri ile incelenmesi
Investigation of the samples obtained from archeologic excavations by electron spin resonance, thermoluminescence and optically stimulated luminescence dating methods
ÖZGÜL KARATAŞ
Doktora
Türkçe
2017
ArkeolojiNiğde Ömer Halisdemir ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. REFİK KAYALI