havacilik ve uzay teknolojileri(huten) dergisi

Click here to load reader

Post on 30-Jan-2017

233 views

Category:

Documents

6 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

  • Uydu Grntleri le Yersel Spektral lme Verilerinin Entegrasyonu

    GRSOY, KAYA, AKIR 45

    UYDU GRNTLER LE YERSEL SPEKTRAL LME VERLERNN ENTEGRASYONU

    nder GRSOY* inasi KAYA Ziyadin AKIR

    Cumhuriyet niv. Mh. Fak. Geomatik

    Mh. Bl. ogursoy@cumhuriyet.edu.tr

    stanbul Teknik niv. naat Fak. Geomatik Mh. Bl. kayasina@itu.edu.tr

    stanbul Teknik niv. Maden Fak. Jeoloji Mh. Bl.

    cakirz@itu.edu.tr Geli Tarihi: 25 Ekim 2012, Kabul Tarihi: 1 Ocak 2013 ZET Uzaktan alglama grntleri ve spektral lme verilerinin entegrasyonu ile hedefe ynelik snflandrmalar yaplabilmektedir. Nitekim, bu tr snflandrmalar kullanlarak kaya trleri ayrt edilmektedir. Bu almada, uzaktan alglama verileri ile yersel spektral lme verilerinin entegrasyonu kullanlarak yaplan snflandrma ile jeolojik birimlerin litolojik olarak birbirinden ayrlmas amalanmtr. Snflandrma yntemi olarak, NTRS (Nesne Tabanl Referans Spektra) (Endmember) toplama analizi yaplmasna olanak veren Spectral Angle Mapper (SAM) yntemi kullanlmtr. SAM ynteminde, referans olarak kullanlan spektral yanstm verilerine gre oluturulan referans vektr ile uydu grnts piksel deerlerinden meydana gelen, snf bilinmeyen piksel deerleri ile oluturulan vektr arasndaki a hesaplanr. Hesaplanan a deeri, daha nceden referans spektra snf iin belirlenen benzerlik deerinden kk veya eitse, snf bilinmeyen piksel ilgili referans spektra snfna atanr. Kuzey Anadolu Fay Zonunun Kelkit Vadisi blmnde bulunan, Glova blgesi alma alan olarak seilmitir. alma verisi olarak, ASTER-SWIR alglaycsna ait uydu verileri ile 1:25000 lekli birim ya ve dier jeolojik znitelik bilgilerine sahip katmanlar olan, zerlerindeki birimlerin alanlarnn vektrel zellikleri de bilinen jeolojik haritalar temin edilmitir. Ayrca, ASD yersel spektroradyometre lme verileri de kullanlmtr. almada kullanlan uydu verilerine, grntlerin kullanlabilirliini artrmak iin Crosstalk dzeltmesi, radyans kalibrasyonu ve atmosferik dzeltme ile radyansdan reflektansa dntrme ilemleri srasyla uygulanmtr. 2010 ylnda blgede arazi almas ile blgeden toplanan kayalarn laboratuvar ortamnda spektral lmeleri; jeolojik ince kesitleri alnarak, mikroskobik deerlendirmeleri yaplarak, trleri belirlenmitir. Referans spektra olarak, b6 ve b4 olarak numaralandrlan kayalarn spektralar NTRS olarak seilmitir. Analizlere gre blgede mermer ve metalav kayalarnn varl tespit edilmitir. Kontrol amal, arazide mermer (b6) ve metalav (b4) kayalar iin kayt edilen GPS koordinatlarnn, SAM analiz grntsnde NTRSlere ait alanlar iinde olduu anlalmtr. Sonucun jeoloji haritas ile de karlatrlmasyla, blgede mermer olduu belirlenmitir. alma sonucuna gre SAM ynteminin uydu grnts ve yersel spektral lme verilerinin entegrasyonunu salamada ve litolojik snflandrmada baarl olduu deerlendirilmitir. Anahtar Kelimeler: ASTER SWIR, Spektroradyometre, Veri Entegrasyonu, DTM.

    INTEGRATION OF SATELLITE IMAGERY AND SPECTRAL MEASUREMENTS

    ABSTRACT Goal-oriented classifications can be done with the integration of remote sensing images and spectral. Using classifications, surface rocks can be distinguished from each other. In this study, Glova region, located in the Kelkit Valley along the North Anatolian Fault Zone (NAFZ), was selected as study area for applying this technique. Aiming to collect endmember on the ASTER SWIR images based on the lithological classification of geological units, the Spectral Angle Mapper (SAM) method was used. The method produces maps of the spectrally predominant mineral for each pixel by comparing the angle between the image spectra and reference spectra in n-dimensional vector space. And smaller angles represent closer matches to the reference spectrum. To increase the utility of the satellite images several processes were applied to remote sensing data respectively. These are crosstalk correction, radiance calibration and atmospheric correction. In 2010, a field study was done in the Glova region and 17 rock samples were collected from 17 different locations. Coordinates of each spectral sample point were recorded with a hand GPS (Global Positioning System). At SAM analysis, two kinds

    HAVACILIK VE UZAY TEKNOLOJLER DERGS OCAK 2013 CLT6 SAYI 1 (45-51)

    ______________ * Sorumlu Yazar

  • Uydu Grntleri le Yersel Spektral lme Verilerinin Entegrasyonu

    GRSOY, KAYA, AKIR 46

    of NTRS that were numbered b4 assigned marble and b6 assigned metalava were collected on the ASTER SWIR images. As a result of SAM, marble and metalava rocks were detected in Glova Region (Alan-10) at the same coordinates of the samples. Then the SAM result was compared with the geological map of the region. Consequently, marble was proved in the geological map about the coordinates of b4. Keywords: ASTER SWIR, Spectroradiometer, Data Entegration, DTM 1. GR Uzaktan alglama verileri ile yersel spektral lme verilerinin entegrasyonu kullanlarak yaplan snflandrma ile jeolojik birimlerin litolojik olarak birbirinden ayrlmas gnmz teknolojisinde baar ile uygulanmaktadr. Uydu verileri ve yersel spektral lmelerin entegrasyonunda en ok kullanlan yntemlerden biri, grnts kaydedilen alandaki piksellerden spektral imza olarak toplanan deerlerin, analizinin yaplmasna olanak veren SAM yntemidir [16]. Uzaktan alglama verilerinin snflandrlmasnda kullanlan SAM ynteminde, her piksel spektrumu ile hedef spektrum arasndaki alarn hesaplanmas esasna dayandndan belirlenecek eit deerdeki a bu yntemde endmember olarak bilinen Nesne Tabanl Referans Spektra tayini iin nemlidir [3]. SAM ynteminde, referans olarak kullanlan spektral yanstm verilerine gre oluturulan referans vektr ile uydu grnts piksel deerlerinden meydana gelen, snf bilinmeyen piksel deerleri ile oluturulan vektr arasndaki a hesaplanr. Hesaplanan a deeri, daha nceden referans spektra snf iin belirlenen benzerlik deerinden kk veya eitse, snf bilinmeyen piksel ilgili referans spektra snfna atanr [17]. Bu tr snflandrmalarda, hiperspektral verilerin temin zorluundan dolay ok kanall grnt kayt edebilen ve kaya gruplarnn tespiti ve birok mineralin dalmnn haritaland, yakn kzltesi bantlara sahip ASTER verileri yaygn olarak kullanlmaktadr [14, 16]. almada kullanlan uydu verilerine, grntlerin kullanlabilirliliini artrmak iin Crosstalk dzeltmesi, radyans kalibrasyonu ve atmosferik dzeltme ile radyansdan reflektansa dntrme ilemleri srasyla uygulanmtr. 2010 ylnda blgede arazi almas ile blgeden toplanan kayalarn laboratuar ortamnda spektral lmeleri; jeolojik ince kesitleri alnarak, mikroskobik deerlendirmeleri yaplarak, trleri belirlenmitir. Referans spektra olarak, b6 ve b4 olarak numaralandrlan kayalarn spektralar NTRS olarak seilmitir. Analizlere gre blgede mermer ve metalav kayalarnn varl tespit edilmitir. Kontrol amal, arazide mermer (b6) ve metalav (b4) kayalar iin kayt edilen GPS koordinatlarnn, SAM analiz grntsnde NTRSlere ait alanlar iinde olduu anlalmtr. Sonucun jeoloji haritas ile de karlatrlmasyla, blgede mermer olduu belirlenmitir. alma sonucuna gre SAM ynteminin uydu grnts ve yersel spektral lme verilerinin entegrasyonunu salamada ve litolojik snflandrmada baarl olduu deerlendirilmitir.

    2. MATERYAL VE METOD

    2.1 Kullanlan Veriler ve zellikleri

    NASA tarafndan 1999 ylnda kullanma sunulan, grnr yakn kzltesi (VNIR) blgeden termal blge (TIR) spektral bant araln kapsayan 14 multispektral banda sahip bir uydu olan ASTERin 10 Mays 2003 tarihli SWIR alglaycs bantlarndan oluan grnt ile Maden Teknik Arama (MTA) tarafndan revize edilen 1:25000 lekli jeolojik haritalar kullanlmtr. Spektral lme verileri ise laboratuvarda spektroradyometre lmeleri yaplarak elde edilmitr. Kullanlan uydu verisi ve jeolojik veriler UTM (Universal Transverse Mercator) projeksiyon sisteminde, WGS 84 (World Geodetic Sysyem 1984) datumunda, 37. Kuzey zonda tanmlanmtr. 2.1.1 Uydu Grntlerinin Dzenlenmesi almada, grntlerin kullanlabilirliliini artrmak iin apraz karma dzeltmesi, radyans kalibrasyonu ve atmosferik dzeltme ile radyansdan reflektansa dntrme ilemleri srasyla uygulanmtr. ASTER-SWIR bantlarnda, grnt kayt srasnda 4. bantdan yansyan fotonlarn engelleyici bir perde veya baka bir engelleyici yap bulunmamasndan dolay, dier bandlar etkilemesi sonucu Crosstalk ad verilen bozucu bir etki aa kmaktadr [4]. Temel olarak dedektrler diktrtgensel bir geometri oluturacak ekilde yerletirilmi durumdadrlar ve 5. ve 9. bantlar fiziksel olarak 4. banda daha yakn olduklarndan, crosstalk etkisinden daha fazla etkilenirler. Btn bantlar olumsuz ynde etkileyen bu bozucu etkiyi dzeltme, pikseller arasnda bir ofset kabul edilerek yaplmtr [3]. Uydu grntleri zerindeki sistematik hatalar ve atmosferin salma ve yutulma gibi olumsuz etkilerini minimize etmek iin btn grntlere atmosferik ve radyometrik dzeltmeler uygulanr[10]. Radyans kalibrasyonu, uydu grnts zerindeki parlaklk, atmosferik etki gibi deiken faktrlerin etkilerini dzeltmek iin yaplr. Grntler zerindeki nesnelerden yansyan ve gri renk deeri olarak kaydedilen deerler elektromanyetik enerjiye dntrlr. Radyans kalibrasyonu ileminde, grntnn dijital gri renk deerleri atmosferde gzken radyans deerlerine yeniden leklenerek dntrlr. Kalibrasyonla, sensr sinyallerinin 8 bit veriye dntrlmesi, veri kaybn drmek iin nemli olduundan yaplmtr [1]. Grntnn radyans zerindeki salma ve yutulmaya bal olan atmosfer etkisini hesaplayp,

  • Uydu Grntleri le Yersel Spektral lme Verilerinin Entegrasyonu

    GRSOY, KAYA, AKIR 47

    dzeltmek ve uydu grntsn gerek yanstm deerleri ile ifade etmek ve spektroradyometre veri analizlerinin en iyi ekilde yaplabilmesi iin gerekli iin atmosferik dzeltme yaplmtr. Uydu verisine atmosferik dzeltme yaplarak, uydu verisinin atmosfer estkisinin olmad spektroradyometre lme verileri ile ayn ortama yaklamas salanr [5]. almada kullanlan uydu grntsnn, [14] tarafndan yaplan MODTRAN algoritmas kullanlarak hesaplanan deerlere gre atmosferik dzeltmesi yaplmtr 2.1.2 Jeolojik Veriler almada, jeolojik veri olarak DPT 2

View more