Investigating the usability of LIDAR-derived intensity image in shoreline extraction studies
LIDAR verisinden türetilen yoğunluk görüntüsünün kıyı çizgisi çıkarımı çalışmalarında kullanılabilirliğinin araştırılması
- Tez No: 507289
- Danışmanlar: PROF. DR. DURSUN ZAFER ŞEKER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Jeodezi ve Fotogrametri, Geodesy and Photogrammetry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Geomatik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Geomatik Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 96
Özet
Çeşitli algılayıcılardan elde edilen görüntü verileri kıyı çizgisi çıkarımında sıklıkla kullanılmaktadır. Hava fotoğrafları, ortofoto haritalar ve uydu görüntüleri bunların en çok bilinenleridir. Son yıllarda LIDAR (Light Detection and Ranging) yöntemi ile sağlanan veriler de detay çıkarımı için bu gruba dahil olmuştur. Birçok LIDAR algılayıcısı 1064 nanometre değerinde ışınım kullanarak yeryüzünden bilgi toplamaktadır. Bu değer optik sistemde yer alan birçok MS (Multispektral) görüntü için elektromanyetik spektrumdaki yakın kızıl ötesi band olarak bilinen“NIR”aralığına oldukça yakındır. LIDAR yöntemini diğerlerinden farklı kılan en önemli özelliği algılayıcı tarafından geri alınan ışın gücünün ilk gönderilene oranı olarak tanımlanan yoğunluk verisidir. Yoğunluk değerlerinden yararlanılarak yoğunluk görüntüsü olarak adlandırılan raster veri üretilebilmektedir. Bu tez kapsamında LIDAR yoğunluk görüntüsünün MS görüntülerdeki NIR banda alternatif olup olamayacağı araştırılmıştır. İzmir ilinin Bergama ilçesinde bulunan Kestel Barajı ve çevresini içeren ortofoto harita, Pléiades ve Spot uydu görüntüleri ile yoğunluk görüntüsü kıyı çizgisi çıkarımı ve karşılaştırmalı analizlerinde kullanılmıştır. Kıyı çizgisi çıkarımında uydu görüntüsü ve bu görüntüde bulunan RGB bandların hem geometrik olarak düzeltilmiş hem de herhangi bir düzeltme işlemi uygulanmamış yoğunluk görüntüsü ile birleştirilmesi sonucu elde edilen kaynaşmış görüntüler kullanılmıştır. Kaynaşmış görüntüler arasındaki fark ham yoğunluk görüntüsü için uygulanan geometrik düzeltmedir. Yoğunluk görüntülerine verideki gürültüyü kaldırırken sınır detayları da korumak amacıyla MS bandlar ile kaynaştırılmadan önce Mean Shift Segmentation (MSS) yöntemi uygulanmıştır. Kıyı çizgileri görüntülerden türetilen NDWI değerlerine bağlı olarak kurala dayalı obje tabanlı sınıflandırma tekniği ile çıkarılmıştır. Sınıflandırma ve çıkarım sonuçları için karşılaştırmalı analizler yürütülmüştür. Verilerin elde ediliş tarihleri arasındaki süreçte göl alanında meydana gelen küçülmeyi belirlemek için değişim tespit fark haritaları üretilmiştir. Üretilen bu haritalara göre Pléiades uydu görüntüsü ve kaynaşmış görüntüler arasında 0.66 ha artış ve 4.88 ha azalma içeren 5.54 ha değişim ile 0.72 ha artış ve 4.40 ha azalma içeren 5.12 ha değişim tespit edilmiştir. Geometrik düzeltmeden kaynaklanan 0.48 ha fark ve yaklaşık olarak 0.7 ha artış baraj için maksimum ve minimum işletme anlarındaki doluluk oranları ve toplam göl alanı göz önüne alındığında ihmal edilebilir seviyededir. Buna ek olarak mesafeye farklılıklarına dayalı olarak değişim analizi gerçekleştirilmiştir. Sayısallaştırılan ve çıkarılan vektörler arasında en kısa mesafe farklılıkları hesaplanarak istatistik değerler elde edilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre ham yoğunluk görüntüsünden elde edilen kıyı çizgisi ile diğer kıyı çizgileri arasındaki ve geometrik düzeltme içermeyen yoğunluk görüntüsünün dahil olduğu kaynaşmış görüntüden çıkarılan kıyı çizgisi ile diğer kıyı çizgileri arasındaki mesafe değerlerinin ortalamaları arasındaki farklar bir piksel boyutundan daha düşüktür. Bu değerler 0.1 m, 0.96 m ve 1.23 m'dir. Ayrıca, her iki kaynaşmış görüntüden çıkarılan kıyı çizgilerinin Pléiades, Spot ve ortofotodan elde edilen kıyı çizgilerine olan mesafe farklarının ortalamaları arasındaki farklar da oldukça küçüktür. Bu değerler 0.5 m, 0.75 m ve 1.16 m'dir ve geometrik düzeltmenin etkisini göstermektedir. Toprak, bitki örtüsü ve binalar gibi su harici yapılar kaynaşmış görüntülerden türetilen NDWI görüntülerinde 0'dan büyük değerler almışlardır. Lazer ışınının yüksek yutulabilirliği nedeniyle suyun düşük yoğunluk değerlerine sahip olması yoğunluk görüntüsünde MS NIR bandta olduğu gibi düşük spektral yansıma değerlerine neden olmuştur. LIDAR'da kullanılan 1064 nm değerindeki ışınım birçok MS görüntü için orta kızıl ötesi aralığa daha yakındır. Dolayısı ile MSS uygulanmış yoğunluk görüntüsü daha iyi bir ayrım sunmaktadır. Kısacası yoğunluk görüntüsü anlamlı ve kullanılabilir hale getirildikten sonra kurala dayalı obje tabanlı sınıflandırma ile gerçekleştirilecek detay çıkarımında NIR band olarak kullanılabilir.
Özet (Çeviri)
Images acquired from varied sensors are frequently used in shoreline extraction. Aerial photographs, orthophotos and satellite images are the prime of these. In recent years, the data provided by Light Detection and Ranging (LIDAR) technique have also included in this group for feature extraction. Many LIDAR sensors transmit beam of 1064 nm to gather information from earth surface. This value is very close to the range in which many multispectral (MS) images record in the Near-Infrared (NIR) portion of the electromagnetic spectrum. One of the most important features of LIDAR technique that is different from others is the intensity data which is defined as the return power recorded by the sensor. LIDAR-derived raster image called as intensity image can be created at a certain spectral range by utilizing the intensity values. In this thesis, it was investigated whether or not the LIDAR-Derived Intensity Image (LDII) may be an alternative to the NIR band in a MS image. Orthophoto, Pléiades Satellite Image (PSI), Spot Satellite Image (SSI) and LDII data including Kestel Dam in Bergama district of Izmir province were processed in the shoreline extractions and comparative analyses. PSI, SSI and two Fused Images (FI) consist of PSI R, G ,B bands and LDIIs were used to extract shoreline of dam lake. The difference between two FIs is the realization of geometric correction applied on the raw LDII. Mean Shift Segmentation (MSS) process was applied on the LDIIs to remove noise while maintaining edge details before fusion with MS bands of PSI. Shorelines were extracted by means of object - oriented classification based on Normalized Difference Water Index (NDWI) values derived from imageries. Comparative analyses were carried out by comparing classification and extraction results with each other. Change detection difference maps were created in order to determine the amount of shrinkage in the dam lake between the acquisition dates of the data. According to these maps produced, there are changes of 5.54 ha including increment of 0.66 ha and decrement of and 5.12 ha including increment of 0.72 ha and decrement of 4.40 hectares in the water of dam lake based on the PSI and FIs. The difference of 0.48 ha caused by geometric correction and increments of approximately 0.7 ha are at negligible level considering the dam occupancy rates depending on the maximum and minimum operation volumes and total lake area. In addition to this, change detection based on distance differences were performed. Distance differences between digitized vectors and extracted shorelines were calculated and statistics were obtained. According to the results obtained, the differences between mean values of the distance calculations from digitized raw LDII to other shorelines and shoreline extracted from FI including uncorrected LDII to other shorelines took a sub-pixel values. These values are 0.1 m, 0.96 m and 1.23 m. Also, the differences between mean values of the distance differences from two shorelines extracted from both FIs to the shorelines obtained from PSI, SSI and orthophoto are quite small. These values are 0.5 m, 0.75 m and 1.16 m and indicate the geometric correction effect. Non-water objects such as soil, vegetation or buildings took values greater than 0 in the NDWI images derived from FIs. Water has low intensity values due to higher absorption of laser beam, resulting in low spectral reflectance for LDII as in the MS NIR band. Additionally, beam of 1064 nm used in LIDAR is closer to the middle infrared portion for many MS imageries. Therefore, MSS-applied LDII provides better distinction with the help of this characteristics. Briefly, LDII can be used as NIR band in feature extraction performed by RBOOC after being made meaningful and utilizable.
Benzer Tezler
- Nokta bulutu verilerinin yerel geoit modellerinin değerlendirilmesinde kullanılması üzerine bir inceleme
An investigation on the use of point cloud data in evaluation of local geoid models
EMRAH ÖZÖGEL
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Jeodezi ve Fotogrametriİstanbul Teknik ÜniversitesiGeomatik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SERDAR EROL
- Lidar ile sayısal arazi modeli üretimi ve sistemin doğruluğunun ve kullanılabilirliğinin araştırılması
Production of digital terrain model with lidar and investigation of the accuracy and usability of the system
MURAT BÖLME
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Jeodezi ve FotogrametriAksaray ÜniversitesiHarita Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SEMİH EKERCİN
- Şanlıurfa taş ocaklarından elde edilen agregaların beton üretiminde kullanılabilirliğinin araştırılması
Investigation of the usability of aggregate obtained from Şanlıurfa quarries in concrete production
EMRE DANIŞMAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
İnşaat MühendisliğiAntalya Bilim Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HAMID FARROKH GHATTE
- Shingle atıklarının asfalt betonu içerisinde kullanılabilirliği
Usability of shingle wastes in hot mix asphalt
ERCAN AKKOÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
İnşaat MühendisliğiSüleyman Demirel Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA KARAŞAHİN
- Alçı – kireç – puzolan esaslı harçlarda bazı atık kireç kaynaklarının kullanılabilirliğinin incelenmesi
Investigating the usability of some waste lime sources in gypsum - lime-pozzolan based mortars
GAMZE KOYUTÜRK
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
İnşaat MühendisliğiBartın Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUHAMMED YASİN DURGUN