Su kütlelerinin sayısal yüzey ve arazi modellerinden otomatik olarak çıkarılması ve düzeltilmesi
Automatic extraction and hydro-flattening of water bodies in digital surface and terrain models
- Tez No: 666269
- Danışmanlar: PROF. DR. FEVZİ KARSLI
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Jeodezi ve Fotogrametri, Geodesy and Photogrammetry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Karadeniz Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Harita Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 153
Özet
LiDAR (Light Detection and Ranging) teknolojisi ve Fotogrametrik verilerden görüntü eşleme ile üretilen nokta bulutları, yüksek çözünürlüklü Sayısal Yükseklik Modellerinin (SYM) üretiminde kullanılmaktadır. Ancak SYM'lerde, su yüzeylerinde oluşan üçgenleme ve süreksizliklere bağlı olarak ortaya çıkan geometrik düzensizlikler bulunmaktadır. Bu düzensizliklerin hidrolojik olarak düzleştirilmesi, manuel olarak çizilen su ayırma çizgilerinin kullanılması durumunda yüksek miktarda zaman ve iş gücü gerektirmektedir. Bu çalışmada, SYM üzerindeki durağan (göl, deniz vb.) ve akarsu su kütlelerinin tespit edilmesi/çıkarılması ve hidrolojik düzleştirilmesi için MATLAB ortamında otomatik bir yaklaşım geliştirilmiştir. Bu yaklaşım, dijital hava fotoğraflarından eşleştirme yöntemiyle üretilen (Rize, Malatya ve Edirne) ve LiDAR algılayıcılardan (İstanbul) elde edilen nokta bulutlarının içerdiği geometrik bilgileri kullanmaktadır. Nokta bulutu üzerinden 3B yapı tensörü ile hesaplanan öznitelik haritaları SLIC (Simple Linear Iterative Clustering) süper piksel algoritması kullanılarak bölütlenmiştir. Ardından, üretilen öznitelik haritaları Rastgele Orman (RO) sınıflandırıcısı ile su ve su değil olmak üzere iki sınıf olarak sınıflandırılmıştır. Alt veri setlerine bölünen çalışma alanlarının sınıflandırma doğrulukları için hesaplanan F-Ölçütü (F-Score), Doğruluk (Correctness), Bütünlük (Completeness) ve Kalite (Quality) ölçütlerinin ortalama değerleri sırasıyla; Çalışma Alanı-1 Deniz (Rize) için %85,7, %99,7, %96,7 ve %96,4, Çalışma Alanı-2 (Malatya) için %93,7, %99,6, %95,9 ve %95,5, Çalışma Alanı-3 (Edirne) için %94,9, %97,9, %95,4 ve %93,5, Çalışma Alanı-4 (İstanbul) için %73,6, %95,3, %94,3 ve %90,1 olarak tespit edilmiştir. Sınıflandırma ile tespit edilen su kütlesi sınırlarının Sayısal Arazi Modeli (SAM) ile kesiştirilmesi ile elde edilen su yüzey yükseklikleri kullanılarak 3B bir yüzey oluşturulmuş ve hidrolojik düzleştirme işlemi gerçekleştirilmiştir.
Özet (Çeviri)
Point clouds obtained from LiDAR (Light Detection and Ranging) and photogrammetric sensors allow the creation of a high-resolution Digital Elevation Models (DEM). DEM's directly generated from the point clouds, contains geometric irregularities that occur due to triangulation artifacts or inaccurate elevation information on water surfaces. The smooth representation of the water bodies on the DEM can be achieved with the hydro-flattening process performed using break lines drawn by manual methods that require a high amount of time and labor. In this study, an approach has been developed in the MATLAB environment to automatically detect/extract and hydro-flatten standing and stream water bodies on the DEM. The proposed approach uses the geometric information contained in the point clouds which are obtained from the digital aerial photographs (Rize, Malatya and Edirne) with dense matching and LiDAR sensors (Istanbul). The feature maps were generated with the 3D structure tensor over the point cloud and segmented using the SLIC (Simple Linear Iterative Clustering) algorithm. Then, the generated feature maps were classified into two classes, water and non-water, by the Random Forest classifier, and hydro-flattening operation was carried out over the detected water bodies on the DEM. F-Score, Correctness, Completeness and Quality metrics were used in the accuracy analysis step. The average values of the accuracy metrics calculated for each of the study areas which were divided into sub-data sets; 85,7%, 99,7%, 96,7% and 96,4% for Study Area-1 Sea (Rize), 93,7%, 99,6%, 95,9% and 95,5% for Study Area-2 (Malatya), 94,9%, 97,9%, 95,4% and 93,5% for Study Area-3 (Edirne) and for Study Area-4 (İstanbul), 73,6%, 95,3%, 94,3% and 90,1% were determined respectively. A 3D water surface was created using the water surface elevations obtained by intersecting water body boundaries with the Digital Terrain Model (DTM). Finally, the hydro-flattening operation was carried out by using this surface.
Benzer Tezler
- Freezing fog microphysics and visibility over complex terrain based on cfact field campaign
Donan sis mikrofiziğinin ve görüş mesafesinin dağlik alanlarda cfact proje verileri kullanilarak analizi
ONUR DURMUŞ
Doktora
İngilizce
2025
Meteorolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMeteoroloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ORHAN ŞEN
- Kanal içinde yoğuşmanın sayısal modellenmesi
Numerical modelling of condensation in channel flow
MUTLU İPEK
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. LEVENT ALİ KAVURMACIOĞLU
- Multibeam batimetri ve insansız hava aracı tabanlı sayısal yükseklik modelinin karşılaştırmalı analizi ve bentik habitat haritalandırılması
Comparative analysis of multibeam bathymetry and unmanned aerial vehicle based digital elevation model and benthic habitat mapping
TUĞBA KILIÇ KAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Jeodezi ve Fotogrametriİstanbul Teknik ÜniversitesiGeomatik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. REHA METİN ALKAN
- Monitoring and assessing the temporal changes of natural lakes of Türkiye via satellite images
Türkiye'deki doğal göllerin zamansal değişimini uydu verileriyle gözlemleme ve değerlendirme
ERTUĞ FIRATLI
Doktora
İngilizce
2023
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞE GÜL TANIK
- Modelling Kücük Menderes watershed using soil and water assessment tool (SWAT)
Küçük Menderes Alt Havzası'nın swat (toprak ve su değerlendirme aracı) ile modellenmesi
MOHAMMAD MATIN SADDIQI
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MAHMUT EKREM KARPUZCU