Yersel lazer tarama ölçmelerinde ölçme stratejisi geliştirme

Abstract

Yaşadığımız dönem, insanların yaşadıkları çevreyle olan ilişkisini düzenlemek ve yönetmek için çevresinde bulunan objeleri ölçmek suretiyle gerçek dünya modelleri ürettiği bir dönemdir. Oluşturulan modelleri analiz ederek bilgi edinmek, insan ve çevre ilişkisindeki karar verme süreçlerinde kullanılan, etkili bir araç haline gelmiştir. Bugün sahip olduğumuz teknolojik gelişmişlik düzeyi, pek çok alanda kullanılan bilginin içeriğini ve niteliğini değiştirmiştir. Bir obje hakkında üretilen bilgilerin hepsi, objenin konumu ya da şekli ile ilgili olmak durumunda değildir. Ancak teknolojik imkanlar, bir objeye ait çeşitli bilgilerin birbirleri ile entegre olup daha güçlü anlamlar ifade eden veri setleri oluşumu sürecini başlatmıştır. Objelerin 3D bilgisi ve 3D bilgilerin yer aldığı bilgi sistemleri, kullanım alanlarını gittikçe genişletmektedir. 3D veri elde etmek, bu nedenle günümüzün en popüler çalışma alanlarından biridir. Yersel lazer tarayıcılar (YLT), bir objenin yüzeyinden topladığı yüksek çözünürlüklü konum verileriyle objenin gerçeğe yakın bir görüntüsüne sahip nokta bulutları üretir. Ölçülen obje, karmaşık bir şekle ya da ulaşılması güç bir konuma sahip olsa dahi yüksek performans gösterebilen YLT, bu özelliği sayesinde diğer ölçme cihazlarından daha etkilidir. YLT ile üretilen nokta bulutları, 3D model üretimi için kullanılan en pratik ve en doğru ölçme sonuç ürünlerinden bir tanesidir. Bir lazer tarama ölçmesinden maksimum verim alabilmek; tarayıcının özellikleri, taranan objenin büyüklüğü ve şekli, ölçme ortamının fiziksel koşulları gibi etkenlere bağlıdır. Bu etkenlerin hepsinin üretilen nokta bulutu üzerinde farklı etkileri vardır. Bu durumda; uygulamacılar, hem kullandıkları YLT hem de yapılan uygulamalar için gerekli olan veri hakkında teknik bilgi birikimine sahip olmalıdır. Bir ölçme işine karşı strateji geliştirmek, yapılacak iş ile ilgili teknik bilgilerin yönlendirmesi olmaksızın gerçekleştirilemez. YLT ölçmelerinde strateji geliştirmek için, yapılan işin bir 3D konum verisi üretme işi olduğu düşünülerek hareket edilmelidir. Bu anlamda istenen sonuç ürüne odaklanarak, verinin nitelikleri iyi anlaşılmalıdır. YLT, oldukça etkili cihazlar olmasına rağmen en iyi performanslarını diğer ölçme teknikleri ile entegre oldukları zaman gösterebilirler. İstenen verinin, yalnızca ham nokta bulutları değil, belirli bir koordinat sistemi içerisinde yer alan, konum verisine ek olarak başka özellikleri de içeren, yaygın kullanımda olan yazılımlarda incelenip üzerinden rahatlıkla bilgi türetilebilen sayısal objeler olması, oldukça sık karşılaşılan bir durumdur. Dolayısıyla uygulamacıların lazer tarama işinin beklentilerini karşılayabilecek bir bakış açısına ve ölçme stratejisine sahip olması gerekir. xxvi Ölçme stratejisinin ilk adımında; bir YLT uygulamacısının sahip olduğu tarayıcı ve kişisel bilgi birikimi ile tecrübesini analiz etmesi gerekir. Bu analiz sonucunda, herhangi bir 3D veri üretme işinde sahip olduğu potansiyelin anlaşılması istenir. Bunun için öncelikle kullanılan ya da kullanılmak istenen ölçme cihazının iyi anlaşılması gerekir. YLT, çok kısa sürede obje yüzeyine ait, yüksek çözünürlüklü nokta bulutları elde edebildiğinden dolayı, hem uygulamacılar hem de istemciler için yanıltıcı hale gelebilen ölçme cihazlarıdır. Oysa YLT ölçmelerinde hata kaynakları, oldukça önemli ve her uygulamacının yüksek seviyede hakim olması gereken bir konudur. Bir uygulamacı, kullandığı tarayıcı ve hata kaynakları konusunda yeterli bilgiye sahip olarak, istediği kalitede bir nokta bulutu üretebilir. Nokta bulutları, ölçme işlemi öncesinde belirli koşulların göz önünde bulundurulması ve yardımcı donanımlar kullanılması sayesinde belirli hatalardan uzak tutulabilir. Bununla birlikte ölçme işlemi sonrasında da birtakım yazılımlar ile hatalı kısımları temizlenebilir veya ölçme grubundan çıkarılabilir. Bir nokta bulutu, sonuç ürüne dönüştürülme işlemlerinden önce mutlaka en doğru haline getirilmiş olmalıdır. Ölçme stratejisi geliştirmenin bir diğer adımı, istemcinin ihtiyaçlarını anlamaktır. YLT, sahip oldukları geniş kullanım alanlarında birçok disiplinden insanların ihtiyaçlarını karşılamak adına kullanılmaktadır. Birlikte çalışılan her disiplinden insanın ihtiyaçlarını anlamak, uygulamacıların kazanacağı önemli bir tecrübedir. Bir ölçme işinin planlanması sürecinde, istemci ile yapılan görüşmeler oldukça önemlidir. İstemcinin talep ettiği sonuç ürün, tarama işlemini doğrudan etkileyecektir. Uygulamacılar, talep edilen ürüne göre, jeoreferanslandırma için yersel ölçmeler yapabilir, bu işleme uygun hedefler seçebilir ya da bir yersel fotogrametri çalışması için planlama yapabilirler. Bir uygulamacı, strateji geliştirmenin ilk adımında yaptığı analiz ile istemciye sunabileceği sonuç ürün çeşitliliğinin farkında olmalıdır. Bu ürünlerin hangisinin istemcinin ihtiyacını gidereceğini bilmek gerekir. Genellikle, lazer tarama ölçmesine ihtiyaç duyan kişiler veya kurumlar, bu ölçme tekniği ve diğer jeodezik ölçmeler konusunda bilgi sahibi değildirler. İhtiyaç duydukları verinin nitelikleri konusunda uygulamacıya bilgi verirken hangi ölçme tekniğinden faydalanmak istedikleri konusunda da bilgileri yoktur. Bu anlamda; uygulamacılar, gerek görülmesi halinde istemcilere rehberlik hizmeti sunmalıdır. Dolayısıyla karşı tarafın ihtiyacını anlamak, ölçme stratejisi geliştirmenin temel adımıdır. İstemciyle yapılan görüşmelerde; uygulamacıların bunun bir 3D veri üretme işi olduğu düşüncesiyle hareket etmesi önemlidir. İstemcinin istediği sonuç ürün, YLT ile olduğu gibi diğer ölçme teknikleri ile de üretilebilecek veriler olabilir. Bununla birlikte istenen sonuç ürünü elde etmek, yalnızca YLT kullanarak değil birden fazla ölçme tekniğinin entegrasyonu sayesinde mümkün olabilir. Bu durumda uygulamacıların diğer ölçme tekniklerine olan hakimiyeti ön plana çıkacaktır. Uygulamacılar, yaptıkları işe bir 3D veri üretme işi olarak bakmanın avantajını burada görecektir. Gerektiği takdirde yersel ölçme teknikleri (total station, GPS/GNSS vb.), yersel fotogrametri veya diğer lazer tarayıcılar ile entegre ölçmeler yapabilmek, uygulamacılar için oldukça avantaj sağlayan bir durumdur. Lazer tarama teknolojisi, nokta bulutu işleme ve modelleme yazılımlarının da içinde bulunduğu bir sektör yaratmıştır. Bu sektörde her geçen gün yeni çalışmaların yapıldığı ve yeni donanım ve yazılımların piyasaya sürüldüğü görülmektedir. Uygulamacıların strateji geliştirme çalışması, strateji geliştirmenin analiz süreçleri ve xxvii iş sonundaki başarı değerlendirmesi ile sürekli kendini yenileyebilen ve geliştirebilen bir süreç olmalıdır. Bu süreçte, mevcut ekipmanlar olan cihaz ve yazılımların yetersiz olduğu durumlar dikkate alınarak, değiştirme ve geliştirme düşüncelerinin, gelişen teknolojinin takibi ile yapılması gerekir. YLT'ın kullanım alanlarının artması aynı zamanda ileride farklı istemcilerin ortaya çıkması anlamına da gelir. Bu nedenle her yeni talebin karşılanması, doğru strateji ile çalışma alışkanlığı kazanmış uygulamacılar için, kendini yenileyebilen ve geliştirebilen bu süreçte zor olmayacaktır. Bu Tez'de; yersel lazer tarama ölçmelerinde strateji geliştirmek düşüncesiyle, ölçme öncesi çalışmalar ve uygulama esnasında düşünülmesi gerekenler anlatılmış ve genel anlamda yersel lazer tarayıcılar ile bir objenin 3D geometrik verisini elde etmek adına optimum çözümler sunulmuştur. Belirli bir stratejiye göre hareket etmenin uygulamacılara sağlayacağı faydalardan bahsedilmiş ve uygulamacılar için bir örnek teşkil etmesi istenmiştir.