BE- Uydu Haberleşmesi ve Uzaktan Algılama Lisansüstü Programı

Bu topluluk için Kalıcı Uri

http://hdl.handle.net/11527/255

Gözat

Dizinde bir noktaya atla:

Directional wide band printed monopole antenna for use in microwave breast cancer imaging

(Bilişim Enstitüsü, 2012) Golezani, Javad Jangi ; Akduman, İbrahim ; 371574 ; Uydu Haberleşmesi ve Uzaktan Algılama ; Satellite Communication and Remote Sensing

Meme kanseri kadınlarda en yaygın görülen kanser türüdür. Mamografi küçük meme lezyonlarının noninvaziv tekniklerle kanser tedavisini kolaylaştırır. Son zamanlarda, geleneksel cerrahiden daha yeni tedaviler bu talepleri karşılamak için araştırılmıştır. Meme kanseri tespiti için Mikrodalga görüntüleme teknolojisi günümüzde çok ilgi çekmiş. Mikrodalga görüntüleme ile meme kanseri tespiti için fiziksel temel, normal ve malign meme dokuların dielektrik özellikleri arasındaki farktır. Mikrodalga frekanslarında normal ve malign memenin dielektrik özelliklerin arasında önemli fark neden ile cevapsız-tespitler ve yanlış-pozitiflerin sayısı çok düşük sayılardır ve bu neden meme kanseri tespitinde bir mikrodalga görüntüleme tekniğinin geliştirilmesi için en önemi motivasyon sayılır. Tahmini malign-to-normal meme dokusu arasındaki kontrast normal doku yoğunluğuna bağlı olarak 2: 1 ve 10: 1 arasında. Başka bir avantaj olarak, mikrodalga görüntüleme tekniği sonucunda ilgili doku özellikleri bir üç boyutlu (3-D) hacimsel haritasında gosteriliyor. Ayrıca Mikrodalga meme kanseri görüntüleme noninvaziv ve hatta potansiyel olarak düşük maliyetli bir alternatiftir. Bahsedilen tüm nedenlerden dolayı, mikrodalga meme görüntüleme geleneksel meme kanseri tarama sistemleri kısıtlamaların bazılarının üstesinden gelmek için bir potansiyele sahiptir.Mikrodalga görüntüleme, tıbbi uygulamalara ilişkin literatürde çok geniş araştırmalara sahiptir. Topografik yöntemleri ve backscatter yöntemleri dielektrik özellikleri karşıtlıklarından faydalanarak aktif mikrodalga görüntüleme tekniklerinin iki farklı yöntem sayılır. Mikrodalga tomografi yönteminde amaç cismin tarafından yansıyan mikrodalga enerjinin ölçümleri ile bir cismin dielektrik-özellikleri profilin toplamaktır. Ancak, diğer tarafta, yer radarı durumunda olduğu gibi, backscatter yöntemlerde amaç ölçülen geri yansıyan sinyallerin kullanımı ile önemli mikrodalga dağıtıcıların yerlerini çıkarmaktır. Normal meme dokusu ve malign lezyonlar arasında, dielektrik özelliklerin önemli kontrast nedeni ile Saçılma yükselir.Son zamanlarda meme kanseri tespiti için başka bir yol önerilmiştir. Bu yöntem konfokal mikrodalga görüntüleme ve ingilizce olarak confocal microwave imaging (CMI) olarak adlandırılır. CMI meme tümörü saptama prosedürün yöntemi memeni bir fiziksel anten dizisi sistemi ile gönderilen ultra-geniş bant darbe ile aydınlatmak ve yansimaktir. Saçılan yerini belirlemek için kullanılan bilgi sağlamak amacıyla, saçılan sinyalinin nispi varış süreleri ve amplitüdleri, ilgili algoritmalar ile analiz edilir. Mikrodalga tomografi ile karşılaştırıldığında, CMI yöntemi dielektrik özellikleri profilini tamamen yeniden yapmak yerine yalnızca memede güçlü sikliklerin yerini tanımlamak istiyor.Kısaca Radar tabanlı mikrodalga meme görüntülemesinde, metodun prosedürü memeni ultra-geniş bantlı mikrodalga darbe ile aydınlatmak ve dolayısıyla yansımaları tespit etmektir. Daha sonra dokudan geri yansıyan dalgalar memede tümörün yerini tespit eden ve gösteren görüntüler e oluşturmak için kullanır. Bu sistemlerin önemli bir bölümü ultra-geniş bant sinyal yaymak ve almak için kullanılan antendir. Hem giriş empedans uydurma açısından ve hem radyasyon desen istenen bant genişliği üzerinde, antenin bu uygulamalarda kullanmak için, iyi performans göstermesi gerekir.Antenin yüksek çözünürlükte elde etmek için antenin direktivitesi en önemli özelliklerinden biridir. Antenin Yarı Güç Işın Genişliği, ingilizce Half Power Beam Width (HPBW) küçük ayrıntıları tespit etmek için yeterince küçük olmalıdır. Diğer yandan, antenin fiziksel montaj karmaşıklığını azaltmak için ve aynı zamanda vücut ile iyi derecede konformluğunu elde etmek için kompakt bir anten tasarımı arzu edilir. Bu yüzden bu tür radar tabanlı mikrodalga göğüs kanseri görüntüleme gibi yüzey yakınındaki yakın alanda ölçüm uygulamalarında kullanım için antenin tasarım gereksinimleri aşağıdaki gibidir:?Kısa darbeleri iletmek için ultra-geniş bant yayılan sinyal.?Seçici aydınlatmak ve taramak için birkaç santimetre anten büyüklüğü.?Antenlerin görüş alanının çok geniş olma nedeni ile ortaya çıkan dağıtıcıların arasındaki bulaşmani önlemek için optimum bir yakın alanda yarım güç ışın genişliği (HPBW).?Ve nihayet tüm bant boyunca iyi bir empedans eşleştirmesi, bu mesele enerjinin böyük kısmının iletılmesini sağlar.Bir antenin HPBW ini azaltmak için antenin direktivitesini bir istenen yönde arttırmak şarttır. Darbeli radar teknikleri kullanılarak doku algılama uygulamalarında çeşitli farklı antenler araştırma grupları tarafından kabul edilmiştir. Bu tür antenlerin tipik örnekleri vivaldi, bowtie, slotline bowtie, horn ve mikroşerit antenler içerir. Günümüzde Ultra Wide band (UWB) uygulamalarında kullanmak için yönlü antenlere artan talepler vardır. Yönlü antenler ışımanı yakınsamak ile ışınım şiddetini istenilen yönde artırmak için, daha net, Yarı Güç Işın Genişliği (HPBW) optimize etmek için kullanılır. Radar sistemlerinde antenin HPBW i radar çözünürlüğünü belirleyen temel parametrelerden biridir, diğer bir deyişle, daha ince ayrıntıları daha dar bir ışın kullanılarak çözülebilir. Yönerge antenin diğer avantajları olarak, uzun bir mesafe örtmek amacıyla HPBW oldukca azaltmak gereklidir. Bir yönlü antenin ışını Body-Worn Cihazlarında, Wireless Body Area Network (WBAN) kullanmak için elektromanyetik radyasyonun etkilerini insan vücuduna azaltmak için arzu edilir. Bu halde, kullanımda olan geniş bantlı Planar Monopole gibi UWB antenlerin çoğu Omni Directional radyasyon deseni var.İlgi uygulama sağlıklı ve malign doku arasındaki dielektrik özelliklerinın farkını açıklayarak mikrodalga meme kanseri tespit edilmesidir. Farklı Yönlü Anten türleri vardır. Horn ya Vivaldi gibi antenlerde, antenin boyutu istenen bir doğrultuda büyük olması durumunda direktivite elde edilebilir. Mikrodalga meme görüntüleme için fiziksel ve radyasyon özelliklerine göre sınıflandırılabilen genellikle üç tip (dipol, slot ve monopole) Kompakt geniş bant yönlü antenler sunulmuştur. Diğer tipleri de, direktivite elde etmek amacıyla antende kavite ya da arkasında koruyucu ve ya emici malzeme kullanılır. Ancak bu gibi yaklaşımlar kullanılarak anten boyutu veya antenin verim azalması gibi üretim sürecinde bir komplikasyon ya arttırma neden olur. Ancak bu gibi yaklaşımlar kullanılarak antenın boyutu arttırma veya verim azalması gibi sorunlar ve üretim sürecinde bir komplikasyona neden olur. Radar tabanlı meme kanseri tespiti için 2-4 GHz frekansında çalışan kompakt bowtie anten veya 3.4-9.6 GHz frekansında çalışan geniş bantlı tek kutuplu anten yakın alanda mikrodalga görüntüleme için sunulmuştur. Geleneksel slot anten gibi bazı diğer yönlü antenler de sunulmuş, ancak bir dezavantaj olarak sınırlı bir çalışma frekans aralığı var. Diğer tarafta vivaldi tip antenler de iyi bir bant genişliği ve yönlü radyasyonları var. Özel tipte çember patchlı L-şekilli veya parabolik şeklınde ground sayfalı monopol mikroşerit antenler, mikrodalga görüntüleme sisteminde kullanılmak için sunulmuştur. Bu çalışmalarda ground sayfasının iyileştirmesini anten kazancı ve direktivitesinin performansını nasıl etkilediği ve optimize etmesini gösteriyor. Monopol mikroşerit antenler popüler ve fabrikasyon ve özellikleri ve küçük boyutu ve mikroşerit teknolojinin diğer avantajları kolaylığı nedeni ile.Bizim çalışmalar için parabolik şeklinde yansıtıcı ground sayfalı monopol türü mikroşerit anten göz önüne alınmıştır.Bu Tez bu uygulama için modifiye tasarım olarak, gerekli geniş bant üzerinden çalışabilen bir parabolik şeklinde yansıtıcı ground sayfalı yönlü monopol anten sunuyor. Bu çalışmada, ground sayfasının antenin istenen yönsel özellikleri elde etmek üzerinde etkisi gösterdiği ve artırıldı.Bu tezin amacı, özellikle mikrodalga meme kanseri görüntüleme gibi yakın yüzey ve yakın alanda ölçüm uygulamalarında , kullanımı uygun yeni bir modifiye anten yapısı tasarlamaktır. Antenin Ground Sayfasi ekseni substrat diyagonalının yönü boyunca uzatılmış simetrik bir parabolik eğriden oluşur. Direktivite, ground sayfanın parabolünün eksenini substratin çaprazında yönlendirmek ile, daha sonra ground sayfasında parabolik yuvaları ekleyerek iyileştirilmiştir. Ground düzlem içinde parabolün eksenini, kare substrat diyagonalın yönü boyunca uzatmak ile ground sayfasının yeteneğine doğru ve simetrik bir yansıtıcı olarak artıyor. Ayrıca ground sayfasında yuva ekleyerek oluşturulan ikinci kenarlar kazanç ve direktivite artmasına neden olup ek bir reflektör gibi davranır.Sunulan düzlemsel anten 50 ? mikrostrip-beslemeli bir disk-monopoldan oluşur. Tercih edilen bant genişliğinde antenin kazanç ve büyüklüğü arasında bir trade-off korumak için, ?r = 4.4 dielektrik sabiti olan 50 mm boyutlarında kare FR4 taban üzerinde tasarlanmıştır. Dielektrik ve iletken tabakaların kalınlıkları, sırasıyla, 1.6 milimetre ve 35 mikrometredir. Hem simülasyonları ve hem ölçümleri önerilen antenin Frekansa karşı stabil bir ışıma olduğunu onaylandırır. Antenin empedans bantı 4-9 GHz frekans aralığı kapsıyor. Ölçülen HPBW aynı frekans aralığında 54-22 derece arasındadır. Önceki monopoller ile kıyasladığında 4-9GHz bir frekans aralığında, 5-15 derece direktivite ve 1.1-3.1 dBi kazanç iyileştirildiği teyit edilir. Anten kazancı 8 GHz frekansında 10 dBi kaldırdı. Antenin ışıma yönü 5-9 GHz arasında, Phi = 130 ? ve Phi = 151? arasında değişiyor, Ve bu mesele frekansa karşı iyi bir ışın kararlılığını gösteriyor. HPBW azalma nedeni ile antenin ve neticeten radar sisteminin çözünürlük parametresi artıyor. Ornek olarak 8.5 GHz te HPBW 38 dereceden 23 dereceye azalıyor, HPBW 40 % iyileşmesini gosteriyor.Ek bir çalışma olarak, mikroşerit teknolojisinde başka bir yeni kompakt yönlü monopol anten de sunulmuştur. Bu antenin boyutları oldukça geleneksel yönlü antenler ile karşılaştırıldığında küçülmüştür. Bu antenin kazancı istenilen frekanslarda 5 dBi kadar artırılmıştır. Antenin yansıtma katsayısı bant genişliği 5-9 GHz arasındaki frekansları kapsar. Küçültülmüş boyut ve antenin iyi yönlü karakteristiği, mikrodalga görüntüleme sistemleri ve radar uygulamalarında kullanmak için uygundur.
Yapay açıklıklı radar görüntüleme algoritmalarının interpolasyon kullanmaksızın gpu üzerinde gerçeklenmesi

(Bilişim Enstitüsü, 2013) Altun, Özgür ; Paker, Selçuk ; 371559 ; Uydu Haberleşmesi ve Uzaktan Algılama ; Satellite Communication and Remote Sensing

Yapay Açıklıklı Radar (Synthetic Aperture Radar ? SAR) sistemleri, görüntülenmek istenen bir hedef veya bölge üzerine farklı açılardan geniş bandlı ve yüksek frekanslı darbeler gönderip, elde edilen yansımaların sentezlenmesi ile yüksek çözünürlüklü görüntü elde edilmesi için dizayn edilirler. SAR sistemlerinde görüntünün elde edilebilmesi için gönderilen geniş bandlı darbelerin toplanarak çözümlenmesi ve dijital olarak işlenmeye hazır ham verinin elde edilmesi gerekmektedir. Elde edilen ham veri içerisinde genlik ve faz değerleri bulunan iki boyutlu bir matris olarak ifade edilmektedir. ?Iki boyutla ifade edilen ham verinin boyutlarından biri görüntüleme işlemi sırasında radarın hareket doğrultusu olan çapraz-menzil (azimuth) doğrultusunu, diğeri ise platformun hareket doğrultusuna dik olan menzil (range) doğrultusunu temsil etmektedir. Azimuth ve range doğrultularında elde edilen veriler, elde edilecek görüntünün çözünürlüğünün arttırılması hususuna doğrudan etki eden parametrelerdir. SAR görüntüleme sistemlerinde, radar tarafından toplanan ve içerisinde hedefe gönderilip geri alınan işaretlerin genlik ve faz bilgilerini içeren iki boyutlu ham veri dijital olarak işlenerek görüntüye çevrilirler. Bu amaç doğrultusunda geliştirilen SAR görüntüleme algoritmaları SAR sistemi tarafından sunulan ham görüntü verilerini hem range hem de azimuth ekseninde işleyerek sonuç görüntüsünün oluşmasını sağlarlar. SAR görüntüleme algoritmaları Fourier dönüşümleri, bir boyutlu veya iki boyutlu filtreleme operasyonları ve interpolasyon adımlarından oluşmaktadır. Interpolasyon sürecinin uygulanması bilinmeyen bir noktanın tahminine dayalı olduğundan uygulama sonucunda belirli bir oranda hata görülmektedir. Buna göre algoritma içerisinde kullanılan interpolasyonun çeşidine göre radar görüntüsünün kalitesi de değişmektedir. SAR görüntüleme algoritmalarında interpolasyon işlemine ihtiyaç duyulmasının iki temel sebebi bulunmaktadır. Bunlardan birincisi kartezyen olmayan noktalarda elde edilen verilerin, kartezyen noktalar üzerine taşınmasını sağlamaktır. Diğeri ise, azimuth ekseninde yapılacak olan işlemlerin range ekseninde yapılan işlemlere bağımlı olmasından dolayı ayrıştırılamaması ve interpolasyon gibi bir dönüşüm sürecine ihtiyaç duyulmasıdır. Yapılan tez çalışması kapsamında, SAR görüntüleme algoritmalarının uygulanmasından sonra elde edilen görüntünün üzerindeki hata miktarının minimum seviyeye indirilmesi ve doğruluğun arttırılması için algoritma akışında yer alan interpolasyon sürecinin kaldırılarak yerine eş değer bir operasyon olarak düzenlenen Paralel Ayrık Fourier Dönüşümü (Parallel Discrete Fourier Transform ? P-DFT) operasyonunun uygulanması sağlanmıştır. Ayrık Fourier Dönüşümü?nün paralel olarak işletilmesi Grafik?I şlem Birimi (Graphical Processing Unit ? GPU) üzerinde gerçekleştirilmiş ve sonuçların Merkezi ?I şlem Birimi (Central Processing Unit ? CPU) üzerinde yapılan paralelleştirme ile karşılaştırılması sağlanmıştır. Yapılan tez çalışması Range Doppler Algoritması (Range Doppler Algorithm ? RDA) içersinde bulunan menzil hücre göçü üzeltmesi adımı üzerinde ve Bilgisayar Destekli Tomografi (Computer Aided Tomography ? CAT) algoritmasının işletimi sırasında kutupsal koordinat sisteminden kartezyen sisteme dönüşümün sağlandığı adım üzerinde uygulanmıştır. Yapılan test çalışmalarında RDA ve CAT algoritmaları hem interpolasyon hem de P-DFT kullanılarak gerçeklenmiştir. RDA ve CAT algoritmalarının interpolasyon ve P-DFT kullanılarak gerçeklenmesi işlemi de hem CPU hem de GPU üzerinde ayrı ayrı olarak gerçeklenmiştir. Bu işlemler sonrasında paralel olmayan çözüme göre zaman yönünden avantaj sağlamıştır. Bunun yanısıra interpolasyon uygulanmasının sonucunda elde edilen görüntü üzerine etkiyenbozulmalar açıkça görülmektedir. Bu kapsamda P-DFT?nin hem CPU hem de GPU üzerinde işletilmesi paralel interpolasyon uygulaması sonuçlarına göre hem zaman hem de doğruluk yönünden avantaj sağlamıştır. Ayrıca görüntüde bulunan veri sayısının artmasıyla oluşturulan uygulamanın daha hızlı sonuç üretilmesi bağlamında GPU üzerinde P-DFT uygulaması zaman yönünden büyük avantaj sağlamaktadır.
Yapay açıklıklı radar görüntülerinde hareketli hedef tespiti

(Bilişim Enstitüsü, 2013) Yusufoğlu, Murat Hakan ; Kartal, Mesut ; 371567 ; Uydu Haberleşmesi ve Uzaktan Algılama ; Satellite Communication and Remote Sensing

Günümüzde gerçekleştirilen birçok uygulamada yapay açıklıklı radar (YAR) sistemlerinden yararlanılmaktadır. Bu sistemlerin sağladığı yüksek çözünürlüklü görüntüler kullanılarak belirli bir yeryüzü bölgesini uzaktan görüntüleme, bölge içinde hareketli hedef izleme ve görüntü analizi gibi uygulamalar başarılı bir şekilde gerçekleştirilebilmektedir.YAR sistemleriyle elde edilen görüntüler içindeki hareketli hedeflerin tespit edilmesi son zamanlarda üzerinde sıkça çalışılan bir konudur. Bu tez çalışmasında, elde edilen YAR görüntüleri içindeki hareketli hedeflerin tespit edilmesiyle ilgili iki yeni yöntem önerilmiştir.Önerilen ilk yöntemde (Yöntem I) yapay açıklıklı radar görüntüleri içindeki hareketli hedeflerin tespiti ve hareket parametrelerinin çıkartılması için yeni bir algoritma geliştirilmiştir. Önerilen algoritma ile hem menzil hem de azimut yönünde hareket eden hedefler tespit edilebilmektedir. Buna ilave olarak tespit edilen hareketli hedefin hız ve hareket doğrultusu gibi hareket parametreleri yüksek doğrulukla hesaplanabilmektedir.Bu yöntemde hedefin azimut yönündeki hareketi kesme ortalaması algoritmasıyla; menzil yönündeki hareketi ise alt açıklık algoritmasıyla tespit edilmektedir. Bu iki algoritmanın birbirinden bağımsız olarak çalışabilmesi hedef tespitinin menzil ve azimut için aynı anda paralel olarak yapılabilmesini sağlar. Ayrıca veriler bağımsız olarak işlenebildiği için elde edilen sonuçların doğruluğu ve kararlılığı yüksektir.Önerilen ikinci yöntemde (Yöntem II) YAR görüntüsü içindeki hareketli hedeflerin tespiti için alt yama algoritması kullanılmaktadır. Alt yama algoritması literatürdeki mevcut uygulamalarda görüntü çözünürlüğünü arttırmak amacıyla kullanılmaktadır. Ancak bu tez çalışmasında alt yama yönteminin görüntü çözünürlüğünü arttırmanın yanında görüntü içindeki hareketli hedefleri tespit edebilmek için kullanılabileceği gösterilmiştir.Bu yöntem ile hem menzil hem de azimut yönlerinde hareket eden hedefler başarılı bir şekilde tespit edilebilmektedir. Önerilen yöntemin bu çalışmada gösterilen uygulamasında ana görüntüden dört tane alt yama görüntüsü oluşturulmaktadır. Bu alt yama görüntüleri kullanılarak sistemde bulunan hareketli hedeflerin tespit edilme başarımı arttırılmaktadır. Yöntem I'de olduğu gibi görüntü içinde azimut ve menzil doğrultularında hareket eden hedefler birbirlerinden bağımsız olarak incelenebilirler. Kullanılan veriler bağımsız olarak işlenebildiği için elde edilen sonuçların doğruluk ve kararlılığı yüksektir.Önerilen her iki yöntem bilgisayar benzetimlerinde çalıştırılarak test edilmiştir. Bu yöntemlerde, hedef alanı içine yerleştirilen hareketli hedefler başarıyla tespit edilebilmiştir. Bu yöntemler kullanılarak herhangi bir yönde hareket eden hedeflerin yüksek doğrulukla tespit edilebildiği gösterilmiştir. Ayrıca her iki yöntemle hareketli hedefin görüntü içinde hareket ettiği doğrultu bulunabilmekteyken Yöntem I ile buna ilave olarak hareketli hedefin hızı da başarılı bir şekilde hesaplanabilmektedir.
Drought assessment by means of MODIS data

(Bilişim Enstitüsü, 2013) Kocaaslan, Semra ; Sertel, Elif ; 413403 ; Uydu Haberleşmesi ve Uzaktan Algılama ; Satellite Communication and Remote Sensing

Yeryüzünün karşı karşıya kaldığı en önemli çevresel sorunlardan biri olan küresel ısınmanın beraberinde getirdiği iklim değişikliğinin en önemli sonuçlarından biri kuraklıktır. Bu çalışmada, tüm dünyada olduğu gibi Türkiyede de oldukça öneme sahip olan kuraklık konusu incelenmiştir. Kuraklığın belirlenmesi noktasında çeşitli disiplinlerden çok sayıda araştırmacının sunduğu sayısız yöntem bulunmaktadır. Uzaktan algılama uydu sistemleri, erişilmesi zor ve büyük olan alanlarda hızlı, yüksek doğruluklu, periyodik ve güncel verileri ekonomik olarak sunması açısından çeşitli yeryüzü uygulamalarında kullanılmakla birlikte kuraklık etkilerinin incelenmesinde de yaygın olarak kullanılagelen yöntemlerden biridir. Bu uydu sistemlerinden biri olan MODIS uydusu; iklim modellerinde, arazi kullanımı ve arazi örtüsü haritalarının oluşturulmasında, tarımsal çalışmalarda rekolte tahmininde, yangın, sel ve kuraklık gibi doğal ve doğal olmayan afetlerin belirlenmesi gibi pek çok alanda yüksek zamansal çözünürlüğü sayesinde küresel ve bölgesel ölçekte uygulama imkanı sunmaktadır. Bu özelliklerinden dolayı bu araştırma kapsamında kuraklık etkilerinin değerlendirilmesi amacıyla MODIS uydusu seçilmiştir.
A block proccessing approach for doppler centroid estimation

(Bilişim Enstitüsü, 2013) Tunçay, Pelin ; Kartal, Mesut, ; 371554 ; Uydu Haberleşmesi ve Uzaktan Algılama ; Satellite Communication and Remote Sensing

Sentetik açıklıklı radarlar (SAR), sinyal işleme algoritmalarını kullanarak yüksek çözünürlüklü görüntü elde eden görüntüleme radarlarıdır. Çözünürlük, diğer bir deyişle yerdeki hedeflerin ayırılabilirliği, iki şekilde ifade edilir. Bunlar hareket doğrultusundaki çözünürlük (azimut çözünürlük) ve bu yöne çapraz olan menzil çözünürlüğüdür. Radar sistemlerinde yüksek çözünürlük elde etmek için, menzil yönünde, darbe sıkıştırma yöntemi kullanılır. Darbe süresindeki kısalma daha iyi menzil çözünürlüğü sağlar. Darbe süresini kısaltmanın bazı limit değerleri vardır. Burada, sinyalin gönderilip geri alınabilmesi için gücün belli bir değerin üzerinde olması gerekir. Sinyal gürültü oranı da hesaba katılmalıdır. Menzil çözünürlüğü bütün radar sistemleri için aynıdır. SAR sistemini diğer radar sistemlerinden ayıran özelliği, hareket doğrultusundaki çözünürlüktür. Bu yöndeki çözünürlüğü iyileştirmek için anten boyunun uzun olması gereklidir. Uzun anten boyu, her ne kadar yer radarlarında elde edilebilir olsa da, kullanımı verimli değildir. Özellikle bir platform üzerine yerleştirildiğinde, bu platformu taşıyacak olan uçak veya uydunun kapasitesi yetersiz kalacaktır. SAR sistemi faz dizili antene benzer şekilde çalışır. Ancak burada çok sayıda anten elemanı kullanılmaz. SAR sisteminde uzun anten boyu, sinyal işleme algoritmaları kullanılarak sentezlenir.Değişik anten konumları sensörün hareketiyle sağlanır. Bu sentezleme işlemi için, daha kısa anten boyu gereklidir. SAR sisteminde, iki nokta arasındaki uçuş sırasında, her gönderilen darbenin yansımalarının genlikleri ve fazları kaydedilir. Bu verilerden faydalanılarak, çok daha uzun anten boyu ile elde edilebilecek çözünürlükteki görüntü oluşturulabilir. SAR sistemleri farklı modlarda çalışır. Bunlar, tarama modu, şerit görüntüleme modu ve spot ışıklandırma modu olarak adlandırılır. Bu çalışmada şerit görüntüleme modu kullanılmıştır. Bu tip SAR sistemleri, platformun ana ekseninden geçen yeryüzüne dik olan düzlemde değil, bu düzlemle arasında belli bir açı olacak şekilde, eğik aşağı ya da yukarı doğru bakarak görüntü alırlar.Şerit görüntülme radarlarında, ham veriden görüntü oluşturmak için kullanılan en yaygın algoritma Range (menzil) Doppler Algoritması'dır (RDA). Bu algoritma, darbe sıkıştırma yöntemine dayanır. Sıkıştırma işlemleri frekans bölgesinde yapılır. SAR sistemlerinde gönderilen sinyal, lineer frekans modüleli (FM) sinyaldir. Alınan ham SAR verisi, iki boyutlu matriks olarak kaydedilir. Satırlar, sensör belli bir pozisyondayken alınan menzil değerleridir. Sütun değerleri ise sensörün hareketini gösterir. Başka bir deyişle, SAR sensörünün hareketi darbe tekrarlama frekansıyla (DTF) örneklenir. Satır değerlerine menzil, sütun değerlerine azimutsinyali denilir. RDA algoritmasında darbe sıkıştırması yapmak için uyumlu filtreler kullanılır. Bu filtreler menzil ve azimut sinyali için frekans bölgesinde ayrı ayrı tasarlanır. Uyumlu filtreleri tasarlamak için bazı parametrelerin bilnmesi gerekir. Bu parametreler,alınan sinyalin frekans bölgesindeki bant genişliği ve merkez frekansıdır. Menzil sinyali için bu veriler, gönderilen sinyalden bilinmektedir. Azimut sinyali için bu parametrelerin bulunması daha karışıktır. Alınan sinyal Doppler etkisinden dolayı kaymıştır. Bunun nedeni platformun hareketinden dolayı sensörün hedefe göre bağıl hızı değişir ve bu da frekansı etkiler. Azimut sinyalinin merkez frekansının hesap edilmesi önemlidir. Bu frekans, Doppler merkez frekansı olarak adlandırılır ve SAR sinyal işlemede kullanılan önemli bir parametredir. Doppler merkezi SAR geometrisinden hesap edilebilir. Bunun için, sensörün konumu, yüksekliği ve hızı bilinmelidir. Bu bilgilere ulaşmak her zaman mümkün değildir. Uçakla taşınan SAR sistemlerinde, uçağın konumu, hızı sabit değildir. Hava koşulları, yeryüzü şekillerinin engebeli olması, uçağın düzgün bir doğrultuda gitmesini engelleyebilir. Uydu üzerinde taşınan SAR sistemlerinde, hareket dengeleme sistemleri,sensörün hızını, ve konumunu olabildiğince sabitlemektedir. Ancak Doppler merkezi aynı zamanda yeryüzü şekillerine de bağlıdır. Çünkü Doppler merkez frekansı hedef ile sensor arasındaki mesafeyle ilişkilidir. Bu yüzden, dağlık bir alandaki Doppler merkezi ile yükseltisi daha az olan bir bölgenin Doppler merkezi aynı olmayacaktır. Doppler merkezinin alınan veriden kestirimi çok yaygın bir metottur. Literatürde, bu konu üzerinde yapılmış birçok çalışma bulunmaktadır. Doppler kestirim yöntemleri iki başlıkta toplanmaktadır. Bunlar, temel bant Doppler merkezi kestirimi ve belirsizlik sayısı kestirimidir. Azimut sinyali darbe tekrarlama frekansıyla örneklenir ve bu durum Nyquist örnekleme kriterini sağlamaz. Çünkü azimut sinyalinin bant genişliği limitsizdir. Bu anten paterninin ana lobun dışında da ilerlemesinden kaynaklanır. Darbe tekrarlama frekansı belirlemesi sedece azimut sinyaline bağlı değildir. Antenin alış penceresine, yakın ve uzak menzil değerlerine de bağlıdır. Bundan dolayı DTF ile örneklenen azimut sinyali, bozulur ve kendini tekrar eder. Doppler merkezinin bir DTF içinde kalan kısmına kesirli veya temel bant Doppler merkezi denilir. Gerçek Doppler merkezinin hangi tekrar içinde olduğu ise belirsizlik sayısı olarak adlandırılır. Gerçek Doppler merkezi bulunmakisteniyorsa, bu iki kısımın kestirimi ayrı ayrı yapılır. Azimut yönündeki sıkıştırma işlemi için temel bant Doppler merkezinin kestirimi yeterlidir. Eğer ki menzil hücre göçü düzeltme işlemi yapılacaksa iki kısımında bilinmesi gereklidir. Temel bant Doppler merkezinin alınan veriden kestirimi için literatürde 2 yaklaşım kullanılmaktadır. Bunlardan birisi genlik temelli kestirim, diğeri ise faz temelli kestirimdir. Genlik temelli kestirimde, azimut sinyalinin güç spektrumuna bakılır. Azimut sinyalinin güç spektumu, anten paterninin yerdeki nokta hedeften yansıyan sinyalle konvolüsyonudur. Anten paterninin maksimum noktasına denk gelen frekans değeri Doppler merkezini verir. Bundan dolayı güç spektrumundan anten paterni kestirilmeye çalışılır. Öncelikle azimut sinyali üzerinde Fourier dönüşümü uygulanır ve güç spektrumu hesaplanır. Tek bir menzil değeri için hesaplanan spektrum anlamsızdır. Ancak diğer menzil değerlerinin spektrumları toplanırsa, ortalama alma işlemi ile Gauss eğrisine benzer bir spektrum elde edilir. Ortalaması alınmış spektum alçak geçiren filtreden geçirildiğinde,yüksek frekanslı gürültü ve hedeften yansıyan sinyaller bastırılır ve yavaş değişen anten paterni elde edilir. Bu paternin maksimum noktasının frekans değeri Doppler merkez frekansını verir. Bu işlem bazı çalışmalarda ham veri üzerinde uygulanırken, bazı çalışmalarda ise menzil sıkıştırılması yapılmış veri üzerinde uygulanmıştır. Faz temelli kestirimde ise iki azimut örneği arasındaki faz farkıbu yöntemin temelini oluşturur. Bu yönteme faz artışı da denir. Azimut örnekleri arasındaki ortalama çapraz korelasyon katsayısı hesaplanır. Bu katsayının açısı temel bant Doppler merkezi ile doğru orantılıdır. Literatürdeki çalışmalar, Doppler kestirimini verimli bir şekilde gerçekleştirmektedir. Ancak görüntünün merkezinden uzaklaştıkça, görüntüde bozulmalar meydana gelmektedir. Bunun sebebi, Doppler merkezinin tüm veri seti için hesaplanmasıdır. Bu durumda Doppler merkezi tüm veri için ortalama bir değer alır. Bu tezde yapılan çalışma alternatif bir yöntem olup, bu hataları olabildiğince en aza indirger. Metot, veri setini parçalara bölerek ayrı ayrı işleme ilkesine dayanır. Böylece, her alt bölgenin merkezi ayrı hesaplanacağından dolayı doğruluğu daha yüksek olan bir kestirim yapılabilecektir. Bu yöntemde, öncelikle ham veri uygun parçalara ayrılır. Menzil Doppler algoritması her parça için ayrı ayrı uygulanır. Her parça, kestirimi yapılan kendi Doppler merkeziyle işlenir. Bu yöntemin en önemli özelliği, tüm veri işlendiğinde görüntünün merkezinden uzakta olan kısımlarda görünmeyen hedeflerin, o bölgeye ait verinin alt bölgesi işlendiğinde görünür hale gelmesidir. Diğer önemli özelliği ise işleme yükünün azalmasıdır. Bütün veri işlendiğinde işleme süresi çok uzundur. Ancak verinin boyutları küçüldüğünde işeme süresi kısalır. Eğer ki bölgenin tamamı ile ilgilenilmiyorsa, daha ufak bir kısmıyla ilgileniliyorsa, bütün veriyi işlemeye gerek kalmayacaktır. Daha kısa bir sürede, ihtiyaç duyulan alan işlenerek hem zamandan tasarruf edilir hem de doğruluğu daha iyi olan görüntü elde edilir. Bu yöntemde en çok dikkat edilmesi gereken kısım, alt bölgelerin seçimidir. Aynı yükselti grubuna ait olan kısımlardan bir alt bölge oluşturulabilir. Örneğin, dağlık bir alan ile deniz bölgesi birlikte alınırsa, burada kestirimi yapılan Doppler merkezi iki alan için de doğru sonuç vermeyecektir. Düzeltilmeye çalışan kısımlar, bu etkiden dolayı daha çok bozulabilirler. Bu yüzden, dağlık alanları, yerleşim bölgelerini, su ve deniz gibi alanları mümkün olduğunca ayrı parçalarda işlemek en doğru sonucu verecektir.
Scatter and doppler effect of wind power plants to land radars

(Bilişim Enstitüsü, 2014) Sözen, Derya ; Kartal, Mesut ; 413402 ; Uydu Haberleşmesi ve Uzaktan Algılama ; Satellite Communication and Remote Sensing

2000'li yıllardan bu yana rüzgâr enerji santrallerine olan ilgi artmış bulunmaktadır. Farklı ölçeklerde çeşitli santrallerin inşası başlatılmış ve sayıları artarak devam etmektedir. Yaklaşık 4-5 yıl önce rüzgâr türbinlerinin çevresindeki radar istasyonlarına etkisi olup olmadığı merak konusu olmuştur. Bunun üzerine rüzgâr türbinlerinin açısal hareketleri incelenmeye başlamıştır. Amaç etkinin tespit edilip çeşitli çözüm yollarının üretilmesidir. Türbinler radarın görüş açısında bulunuyorsa iki türlü etki edebilir ya radar dalgalarını geri yansıtarak yanıltıcı hedef bilgisi oluşturabilir ya da radar için çeşitli kör noktalar oluşturabilir. Doppler radarları bu durumda türbinleri gerçek hedeflerden ayırabilecek en donanımlı tip radarlardandır. Daha detaylı incelendiğinde rüzgar enerji santrallerinin gölgeleme, radar ekipmanına zarar verme, radar yansıtırlık yüzeyinin artması, kayıp hedefler ve bunun gibi pek çok etkisi vardır radarlara. Hem radar açısından hem de rüzgâr enerji santralleri açısından durumu iyileştirmek ve çözmek için pek çok yöntem mevcuttur.
Optik uydu görüntülerinin birleştirilmesinde frekans bölgesi filtrelerinin karşılaştırılması

(Bilişim Enstitüsü, 2016) Bulut, Kübra Nur ; Kayran, Ahmet Hamdi ; 705091028 ; Uydu Haberleşmesi ve Uzaktan Algılama ; Satellite Communication and Remote Sensing

Her geçen gün daha da gelişmekte olan uydu teknolojilerine paralel olarak uzaktan algılama alanındaki uygulamalarda da önemli gelişmeler gözlenmektedir. Ancak fiziksel şartlardan kaynaklanan kısıtlamalar nedeni ile optik algılayıcıların mekansal ve spektral çözünürlükleri arasında farklar oluşmaktadır. Algılanmış tek bir görüntüde en iyi sonuçları elde etmek mümkün olamamaktadır. Pankromatik görüntüler yüksek mekansal çözünürlüklere sahipken, çok bantlı multispektral görüntüler yüksek spektral çözünürlüğe sahiptir. Bu problemi çözmek ve yüksek mekansal ve spektral çözünürlüklü renkli görüntüler elde etmek için görüntü birleştirme yöntemleri önem kazanmaktadır. Birleştirilmiş görüntüler çok daha güvenilir ve yorumlanabilir sonuçlar üretmekte, gözlem alanları için detaylı veriye sahip görüntüler elde edilebilmektedir. Bu çalışmada görüntü birleştirme yöntemleri; akademik gruplarca genel kabul görmüş olan modülasyon bazlı, bileşen değişimi bazlı, çoklu çözünürlük analizi bazlı başlıkları altında incelenmiştir. Modülasyon bazlı yöntemlerden Brovey yöntemi incelenmiş olup, bileşen değişim bazlı yöntemlerden PCA, IHS yöntemleri ele alınmıştır. Çoklu çözünürlük analizi bazlı yöntemlerden ise frekans bölgesindeki süzgeçleme yöntemleri ağırlıklı olarak incelenmiş ve aralarındaki ilişkiye göre sonuçlar yorumlanmıştır. Elde edilen sonuçlar literatürde kabul görmüş olan kalite değerlendirme metrikleri ışığında incelenmiş ve metriklerin ideal değerlerine göre sonuçlar yorumlanmıştır. Sonuçların yorumlanmasıyla görüntü birleştirme yöntemleri ile ilgili olarak araştırmalarda ve çalışmalarda kullanılabilecek alternatif bir model geliştirilmesi amaçlanmaktadır.
Optik uydu görüntülerinin birleştirilmesinde yerel dalgacık yaklaşımı

(Bilişim Enstitüsü, 2016) Alioğlu, Selma ; Kayran, Ahmet Hamdi ; 705081011 ; Uydu Haberleşmesi ve Uzaktan Algılama ; Satellite Communication and Remote Sensing

Bu çalışmada, 2009 yılı SPOT5 uydusuna ait, 10 m geometrik çözünürlüklü 3 bant Multispektrel verisi ile aynı alana ait 5 m geometrik çözünürlüklü tek bant Pankromatik verisi, 10 m geometrik çözünürlüğe örneklenerek birleştirilmiştir. Böylece her iki uydu verisinin üstün niteliklerini bünyesinde barındıran, hem 3 bantlı spektrel çözünürlüğü yüksek hem de geometrik çözünürlüğü yüksek yeni bir görüntü elde edilmiştir. Çalışmanın temel amacı, spektrel özellikleri olabildiğince koruyarak geometrik çözünürlüğü yüksek görüntülerin elde edilmesi ve elde edilen görüntünün hangi parametrelerle elde edildiğinin belirlenmesidir. Dört farklı görüntü birleştirme tekniği; yüksek spektrel, düşük geometrik çözünürlüklü uydu görüntüleri ile düşük spektrel, yüksek geometrik çözünürlüklü uydu görüntülerine uygulanmıştır. Kullanılan görüntü birleştirme teknikleri; Brovey dönüşümü (BT) ile görüntü birleştirme, yoğunluk renk tonu doygunluk (IHS) dönüşümü ile görüntü birleştirme, temel bileşenler analizi (PCA) ile görüntü birleştirme, dalgacık dönüşümü (WT) ile görüntü birleştirme olarak seçilmiş olup, görüntüye 3 farklı yapıda uygulanmıştır. Bu yapılar global yapı, blok yapı, pencere kaydırma yapısı olarak uygulanmıştır. Çalışmada SPOT5 uydusundan alınmış, İstanbul ili Boğaziçi bölgesine ait görüntüler kullanılmıştır. Görüntü birleştirme işleminin yöntemlere göre yapılıp, sonuçların elde edilmesi ve karşılaştırılması için yapılan hesaplamalar MATLAB platformu üzerinde geliştirilmiştir. Birbirinden farklı yöntemlerle elde edilen yüksek çözünürlüklü görüntüler; orijinal görüntüler ile birbirleri arasında karşılaştırılmıştır. Kalite değerlendirme metrikleri olarak kullanılan yöntemler; spektrel açı eşleştiricisi (SAM), ortalama karesel hata (RMSE), göreceli küresel boyutsal sentez hatası (ERGAS) ve bağıl ortalama spektral hata (RASE), referanssız kalite değerlendirmesi (QNR), evrensel görüntü kalitesi dizini değerlendirmesi (UIQI) olup, bu yöntemler kullanılan tekniklerin başarılarının değerlendirilmesinde kullanılmıştır. Böylece seçilecek parametreye bağlı olarak görüntü birleştime yönteminde başarı oranı arttırılabilinir.
An experimental analysis of feature selection algorithms in hyperspectral image classification

(Bilişim Enstitüsü, 2017) Vijouyeh, Hamed Gholami ; Kaya, Gülşen Taşkın ; 705141005 ; Uydu Haberleşmesi ve Uzaktan Algılama ; Satellite Communication and Remote Sensing

Son günlerde, hiperspektral görüntüler geniş spektrum bantlarından dolayı bol miktarda bilgi sağladığı için, uzaktan algılama alanında yapılan birçok araştırma da çekici bir konu olmuştur. Ancak, hiperspektral görüntülerle çok fazla miktarda veri sağlanması, hiperspektral bantlar arasındaki yüksek korelasyona bağlı olarak sınıflandırmada karmaşıklığa neden olabilir ve bilgi fazlalığı yaratabilir. Dolayısyla, bu bilgi fazlalığı, sınıflandırıcının performansına çoğunlukla bir katkı sağlamazken ekstra hesaplama zararı getirerek hiperspektral verilerin sınıflandırılmasını olumsuz yönde etkiler. Fazla öznitelik kullanılması, Hughes efekti olarak da bilinen sınıflandırma doğruluğunda bir azalmaya neden olabilir. Artıklığı azaltmak ve sınıflandırma yöntemlerinin performansını arttırmak için öznitelik seçim algoritmaları, asgari maliyetlerle belirgin bir doğruluğu sağlamak için fazla öznitelikleri kaldırmak ve veri kümesinin etkin özniteliklerini çıkarmak için kullanılmaktadır. Öznitelik seçimi (ÖS), uzaktan algılamada hiperspektral görüntüler alanında etkili ve avantajlı bir araştırma alanıdır. Çok sayıda ilgisiz ve gereksiz öznitelik içeren bu büyük veride, öznitelik seçimi yaparak, veri fazlalığı, çok fazla bilgi kaybına uğramadan azaltılabilir. Bununla birlikte, dikkate alınan hiperspektral veri kümesi için uygun bir öznitelik seçimi yönteminin belirlenmesi uygulamacılar açısından önemli olabilmektedir. Öznitelik seçme yöntemleri tipik olarak, seçim algoritmasını ve model oluşturma yöntemini nasıl birleştirdiklerine bağlı olarak üç kategoriye ayrılmaktadır: Bunlar, arama yöntemini kullanarak uygun öznitelikleri seçen filtre temelli yöntemler, seçilen öznitelikleri bir sınıflandırıcıyla doğrulayan sarmalayıcı yöntemler ve iki önceki yöntemin kazançlarını kullanan gömülü yöntemler şeklinde sıralanmaktadır. Öznitelik seçimi konusu üzerinde yapılan birçok çalışma sadece yeni yöntemlerin geliştirilmesi üzerinde değil, yöntemlerin hiperspektral görüntü sınıflandırmasına uygulanması üzerinde de yapılmaktadır. Bildiğimiz kadarıyla, hiperspektral uzaktan algılanmış veri kümeleri üzerinde, öznitelik seçimi yöntemlerinin aynı deneysel ortamlarda karşılaştırıldığı genel bir analiz çalışması literatürde mevcut değildir. Bu çalışmada, en çok kullanılan en gelişmiş on yedi öznitelik seçimi algoritması ile kapsamlı bir deneysel analiz yapılmıştr. Destek Vektör Makineleri (DVM) ve K-En Yakın Komşuluk (K-EYK) sınıflandırıcıları kullanılarak literatürde bilinen yedi hiperspektral uzaktan algılama veri kümesi üzeride kapsamlı olarak analiz edilmiştir. Bu tezin katkısı, araştırmacıların, farklı tiplerdeki öznitelik seçimi yöntemlerinin davranışını anlamasına yardımcı olmak amacıyla hiperspektral veri kümeleri ile öznitelik seçimi algoritmalarının kullanımı hakkında kapsamlı bir değerlendirme çalışması sunmaktır. Öznitelik seçimi algoritmalarının analizi, farklı sayıda eğitim örneği alınarak da analiz edilmiştir. ÖS yöntemeleri, sınıflandırma doğruluğu, öznitelik seçimi yöntemlerinin kararlılığı, sınıflandırılmış özniteliklerin bir veri kümesinin sınıflarını ayırabilme kabiliyeti ve hesaplama maliyeti olmak üzere dört ana değerlendirme kriterine göre değerlendirilmiştir. Bu tez, öznitelik seçme yöntemleri ve bunların uzaktan algılama alanındaki hiperspektral veri kümeleri üzerine odaklanmıştır. Bu tez beş bölümden oluşmaktadır. Birinci bölüm, bu çalışmayı tanıtmakta ve uzaktan algılama alanında kullanılan hiperspektral görüntülerden bazı yönler sunmaktadır. Buna ek olarak, bu bölümde boyut azaltıcı ve sınıflandırma yöntemleri ile ilgili temel tanımlarda verilmektedir. Ayrıca, hiperspektral görüntüleri ve öznitelik seçimi alanında yapılan literatürdeki daha önceki eserlerile ilgili bir literatür özeti verilmektedir. Bu çalışmanın kısa bir amacı ve motivasyonuna da bu bölümde yer verilmiştir. İkinci bölüm, araştırmada ele alınan yöntemlerin genel olarak tanımlarını içermektedir. Tüm öznitelik seçimi ve sınıflandırma yöntemleri kısaca özetleri verilmektedir. Üçüncü bölüm, üç alt bölümden oluşmaktadır. İlk bölüm, çalışmanın içerdiği hiperspektral veri kümelerininin genel tanımlarını içermektedir. Kullanılan hiperspektral veri kümeleri, uzaktan algılama alanındaki kullanımı çok yaygındır ve bu alanda yapılan çalışmalarda geniş ölçüde kullanılmaktadır. İkinci bölümde, öznitelik seçim yöntemlerinin analizinde kullanılan değerlendirme kriterlerinin neler olduğundan söz edilmektedir. Çalışmada, dört farklı değerlendirme kriteri dikkate alınmıştır. Bunlar, sınıflandırma doğruluğu, öznitelik seçimi yöntemlerinin kararlılığı, seçilen özniteliklerin sınıfları ayırma becerisi ve ÖS yöntemlerinin hesaplama şeklindedir. Son bölümde ise, deneylere geçmeden önce yapılan gerekli parametre seçimlerinden söz edilmektedir. Dördüncü bölüm, hiperspektral veri kümeleri ile yapılan deneylerin sonuçlarını göstermekte ve elde edilen bulgular hakkında kapsamlı bir tartışma imkanı sunmaktadır. Deney sonuçları, öznitelik seçme yöntemleri ve sınıflandırıcıların hiperspektral veri kümeleri üzerindeki davranışlarına göre ayrı ayrı incelenmiştir. Son olarak, beşinci bölümde, tez kapsamında yapılan çalışmanın elde edilen genel sonuçları özetlenmektedir. Elde edilen sonuçlara göre, filtre temelli yöntemler, hiperspektral veri kümeleri üzerinde yapılan farklı değerlendirme kriterleri çerçevesinde sarmalayıcı veya katıştırılmış tipteki yöntemlere göre daha avantajlı yöntemlerdir. Bu tez kapsamında elde edilen sonuçları ışığında, uzaktan algılama alanında hiperspektral görüntülerin sınıflandırma problemleri ve analizleri için "mutual information" tabanlı filtre yöntemlerinin kullanılması önerilmektedir. Ayrıca "Random Forest (RF)" ve "FSTree" yöntemleri de başarılı sonuçlar vermektedir. "Mutual information" yöntemlerinin avantajları aşağıda sıralanmaktadır: * Bu yöntemler herhangi bir sınıflandırıcıdan bağımsızdır ve herhangi bir parametre ayarı gerektirmezler. Dolayısıyla, bu yöntemlerin uygulanması oldukça kolaydır. * Bu yöntemlerin hesaplama zamanı sarmalayıcı ve katıştırılmış yöntemlerden daha düşüktür. * "Mutual information" tabanlı yöntemler farklı örnekler ve veriler için iyi bir genellştirme yeteniğine sahiptir. "RF" yöntemi, hiperspektral veri kümelerinin boyut azaltma sorunlarıyla başa çıkmanın başka bir alternatifi olabilir. Bu yöntem, düşük hesaplama süresinin yanı sıra yüksek düzeyde bir sınıflandırma doğruluğu vermektedir. Ancak, "RF" yönteminin uygulanması filtre tabanlı yöntemlere göre daha zordur. "FSDTree" yöntemi, sınıflandırma doğruluğu açısından oldukça iyi bir yöntemdir ancak hesaplama maliyeti yüksektir. Hesaplama zamanının önemli olmadığı uygulamalar için, bu yöntem ile başarılı sonuçlar elde edilmesi mümkündür.
Paddy-rice leaf area index (LAI) estimation using radar and optical imagery

(Bilişim Enstitüsü, 2017) Najatishendi, Elnaz ; Erten, Esra ; 705121003 ; Uydu Haberleşmesi ve Uzaktan Algılama ; Satellite Communication and Remote Sensing

Pirinç, dünya çapında 3,5 milyardan fazla insanın temel gıda maddesi olan en önemli ürünlerden biri olmasının yanısıra dünyada en çok tüketilen ve ekonomik olarak da en önemli besin ürünüdür. Bu konuda yapılan bir dizi çalışmanın sonucu, gelecekte artan nüfusu beslemek için pirinç üretiminin artacağını göstermektedir. Konunun bu derece önemine ragmen son gözlemler bazı alanlarda sulamadan dolayı toprak bozulmasının ve çevre kirliliginin meydana geldigini ve bundan dolayı pirinç verimliliginin azaldıgını hatta durdugun göstermiştir. Bu zorlukları gidermek ve gıda güvenligini saglamak için pirinç üretiminde ekin degişkenlerini belirlemek, analiz etmek ve elde edilen pirinci izlemek büyük önem taşımaktadır. Bu dogrultuda, pirinç üretimini ve verimliligini artırmak amacı ile bir takım çalışmalar yapılmıştır. Bu çalışmaların odak noktası, pirinç degişkenlerini tahmin etmek için uydu görüntülerini ürünün büyüme ve üretkenlik göstergesi olarak kullanmaktır. Yaprak alan endeksi (LAI), birim zemin alanı başına düşen yaprak alanı olarak tanımlanan boyutsuz bir indekstir ve bitkilerin büyümesini ve verimliligini izlemek için kullanılan en önemli biyofiziksel degişkenlerden biridir. Saha çalışmaları ile LAI'nın belirlenmesi büyük tarım alanı için zaman alıcı ve yorucudur. Uzaktan algılama ile elde edilen cografik verilerin kullanılması gibi dolaylı yöntemler ise güvenilirlik ve kullanım kolaylıgının yanında güncel ve tutarlı bir uzamsal ve zamansal kapsama ve çözünürlüge sunma yetenegine sahip oldukları için yaygınlık kazanmıştır. Ayrıca LAI'nın geniş bir alan üzerinde ölçümünün yapılması mümkün degildir. Bu nedenle LAI degerlerini hesaplamak için hızlı ve dogru bir şekilde elde edilen uydu verilerini kullanmak en uygun yöntem olarak düsşünülmüsştür. Bu çalısşmanın amacı, pirinç üretiminde LAI tahmininde ve degerlendirmesinde kullanılan uydu tabanlı radar ve optik görüntülerinin performansını yerinde (saha) ölçüm degerleri ile karşılaştırmalı olarak göstermektir. Çalışma sahası olarak Türkiye'nin önde gelen pirinç üretim alanlarından biri olan Ipsala bölgesi seçilmiştir. Bu bölge Meriç nehri boyunca 16 x 6 kilometre karelik bir alanı kaplamaktadır ve tarımsal arazi sulaması bu nehir ve yan kolları ile yapılmaktadır. Çeltik ekiminin büyümesi üç aşamadan oluşmaktadır: Bitkisel, üreme ve olgunlaşma aşaması. Yerinde (saha) LAI ölçümleri, CI-110 ölçüm cihazı ile üretimin üreme aşamasında (28 Agustos 2015 tarihinde) ve bu bölgede bulunan 6 çeltik tarlasında yapılmıştır. CI-110 ölçüm cihazı kullanılarak su ile kaplı yüzeyden 30 santimetre yükseklikte dijital yarıküresel görüntüler alınmıştır. Cihaz, 7 x 7 metrekare civarındaki herbir alanın kenarlarından yaklaşık 5 metre içeriden 10 dakikalık herbir periyot için 5 saniyelik veri toplamaya ayarlanmısştır. Bu cihaz aynı zamanda çalısşma bölgesindeki pirinç mahsulünün "gap fraction threshold (GFT)", "photosynthetically active radiation (PAR)", "transmission coefficient (TC)" ve "sunflecks ve mean leaf area index (MLA)" parametrelerini aynı anda ölçmek için kullanılmıştır. CI-110, Global Navigation Satellite System (GNSS) ve aydınlanma sensörüne gelen verileri analiz ederek, ölçüm yapılan noktadaki güneş konumunu belirlemekte ve yarım küre lens ile fotoğraf alımı gerçekleştirmektedir. Daha sonra elde edilen bu fotoğraflar, kontrollü olarak sınıflara (açıklık, yeşil alan vb.) ayrılmaktadır. Siniflandirmanin ardindan otsu eşik deger metodu ile ikilik sisteme dönüştürülerek elde edilen binary görüntü üzerinde bitki sinifina giren piksellerin alani hesaplanmaktadir. Yapilan bu basit görüntü isşleme algoritmaları ile, referans veri olarak alinan yarim küre forograflamadan yaprak alan indeksi elde edilmiştir. Çalışma alanındaki pirinç mahsulünün LAI'sini elde etmek için uzaktan algılama görüntüleri kullanılmıştır. Uzaktan algılama sisteminde aktif (RADAR) ve pasif (optik) olmak üzere iki farklı tipte sensörler kullanılmısştır. Aktif sensörler (radar) kendi elektromagnetik dalgasını gönderen ve bu dalganın cisme çarparak geri dönen radyasyonunu tespit eden sensörlerdir. Nesnelerin iki veya üç boyutlu görüntülerini oluşturmak için en çok tercih edilen görüntüleme radarı oldugundan ve uydu platformuna yerleştirilen büyük bir radar anteninin ileri hareketinin avantajlarından yararlanarak geleneksel ışın tarama radarlarından daha ince uzaysal çözünürlükte görüntüler elde etme özelligine sahip oldugu için "synthetic aperture radar (SAR)" görüntüleri bu tezde kullanılmıştır. Çalışma alanındaki pirinç mahsulünün LAI'sini elde etmek için kullanılan SAR sensörleri olan Sentinel-1 (VV ve VH polarizasyona sahip olan C-bandında) ve TerraSAR-X (VV ile HH polarizasyon olan X bandında) tüm hava şartlarında görüntü saglama özelligi ile tarım çalışmaları için oldukça uygundur. Sentinel-1 görüntüsü 27 Agustos 2015'te (üreme aşamasında) «ESA» web sayfasından ve TerraSAR-X görüntüsü 4 Eylül 2015'te «Airbus Defense and Space» web sayfasından indirilmiştir. Çalışma alanı için SAR görüntüleri elde edildikten sonra bu görüntüler, her pikselin geri saçılma katsayılarını (backscattering coefficients) belirlemek için "Snap" yazılımında girdi olarak kullanılmıştır. Bu geri saçılma katsayı degerleri daha sonra LAI'yi belirlemek için su bulutu modelinde (Water Cloud Model) girdi olarak kullanılmısştır. Belirli bir dalga boyu için bir hedefin geri saçılması hedefin fiziksel boyutu, elektriksel özellikleri ve nem içerigi, daha ıslak nesnelerin parlak görünmesi ve kuru hedeflerin karanlık görünmesi gibi çesşitli parametrelere ve koşullara baglıdır. Su bulutu modelinde bitki örtüsünün rastgele dagılmış su damlacıklarını içerdigi varsayılır ve girdi olarak geri saçılma katsayısı (dielektrik sabiti, dalga boyu, polarizasyon ve etki açısına baglı olan bir katsayı) kullanılarak LAI degeri belirlenir. LAI'nin belirlenmesinde bu teknigin güvenilirligi, modellenmiş LAI sonuçları ile yerinde (arazi) LAI ölçümlerinin degerleri ile karşılaştırılarak ve korelasyon katsayısı (correlation coefficient, r) dikkate alınarak arasştırılmısştır. Daha önce de belirtildigi gibi bu tezde X ve C bandı SAR işaretlerini LAI parametresiyle ilisşkilendirmek için Water Cloud Model (WCM) kullanılmısştır. Bu amaçla WCM'de ihtiyaç duyulan vejetasyon parametreleri olan A, B ve C, D toprak parametreleri optimize edilmelidir. Parametrelerin optimizasyonu ve vejetasyon parametrelerinin tahmininde en uygun olan GA (genetic algorithm) bu çalısşmada bir optimizasyon teknigi olarak kullanılmıştır. GA zor problemlerin hızlı, güvenilir ve dogru bir şekilde optimizasyonu için uygun bir çözümdür. Pasif (optik) sensörler yansıtılan güneş radyasyonunu ve görünür yeryüzeyini yakın kızılötesi (NIR) ve kısa dalga kızılötesi bantlarla; yüzey tarafından yayılan radyasyonu ise termal kızılötesi bant ile algılamaktadır. En yeni multispektral görüntüleme sistemlerinden biri olan Landsat-8 görüntüleri bu tezde kullanılmıştır. Yaklaşık 16 gün tekrarlama süresi ve 30 metre uzaysal çözünürlükte (görünür, NIR, SWIR), 100 metreden (termal) ve 15 metreden (panokromatik) olmak üzere iki görüntü algılayıcıdan oluşan bu sensörün tez çalışma alanını içeren, 11 banda sahiptir. Performans degerlendirme kriterleri olarak bu bantların yardımıyla ve ENVI programını kullanarak normalize edilmiş farklı bitki örtüsü endeksi (NDVI), modifıye normalize fark su indeksi (NDWI), çeltik-çeltik parsellerinin her pikseli için normal normalizasyon fark vejetasyon indeksi (GNDVI), Gitelson ve Merzlyak indeksi (GMI), basit oran indeksi (SR) ve Zygielbaum su stres indeksi (ZWSI) hesaplanmıştır. Çeltik pirinç mahsulünün LAI degerleri ile ZWSI, SR, GMI ve GNDVI endeksleri arasında bir ilişki kurmak için bu endekslerin degerleri 28 Agustos 2015 tarihinde çalışma alanının Landsat-8 uydusu ile çekilmiş olan görüntüsü kullanılmıştır. Daha sonra bu endekslerin degerleri ile yer ölçümlü LAI degerleri arasındaki ilişkiyi araştırmak için korelasyon analizi yapılmıştır. Özellikle SR indeksi, ölçülmüş ilgili LAI degerleriyle en ilişkili endeks ( R = 0.91) olarak bulunmuştur; bunu sırasıyla NDVI, NDWI ve GNDVI endeksleri izlemektedir. Sonuç olarak Landsat-8 görüntüsünden elde edilen indeks degerlerinin Sentinel-l ve TerraSAR-X SAR görüntülerinin çeşitli polarizasyonlarından elde edilen geri saçılma katsayı degerleriyle elde edilen indeks degerlerine kıyasla üreme döneminde elde edilen yer ölçüm LAI degerleri ile daha yüksek oranda korelasyona sahip oldugu görülmüştür. Ayrıca bu çalışma alanının çeltik ürününün LAI degerinin tahmin edilmesinde optik algılayıcının (Landsat-8) görüntülerinin SAR (Sentinel-1 ve TerraSAR-X) görüntülerinden daha hızlı ve yüksek dogruluklu bir veri kaynagı oldugu söylenebilir. Son olarak belirtmek gerekir ki, çeltik pirinç mahsulünün sadece üreme asşamasının (zaman serilerine dayalı olmayan analizler) bu çalısşmanın amacına uygun oldugu düşünülmektedir. Kısaca çeltik bitkisinin üreme döneminde gerçekleştirilen analizlerde, Landsat-8 den elde edilen SR endeksi, TerraSAR-X ve Sentinel-1 den elde edilen SAR geri saçılım degerlerine göre saha çalışmalarından elde edilen LAI ölçümleri ile daha uyumlu oldugu görülmüştür.
Mikrodalga Soğurucu Tasarımı

(Bilişim Enstitüsü, 2017) Çatalkaya, İbrahim ; Kent, Sedef ; 705072004 ; Uydu Haberleşmesi ve Uzaktan Algılama ; Satellite Communication and Remote Sensing

Elektromanyetik girişim (Electromagnetic Interference, EMI), elektromanyetik uyumluluk (Electromagnetic Compatibility, EMC), anten yayılım paterni (Antenna Radiation Pattern, ARP), radar kesit alanı (Radar Cross Section, RCS) gibi ölçümlerin doğru ve güvenilir olarak yapılabilmesi için ölçülecek ekipman civarında, ölçümlerin doğruluğunu etkileyebilecek herhangi bir bozucu elektromanyetik (Electromagnetic, EM) dalga kaynağı veya kaynaktan gelen dalgaları yansıtan bir nesne bulunmamalıdır. Genellikle elektronik cihazlardan yayılan istenmeyen veya kaçak elektromanyetik sinyal radyasyonu, yayılan radyasyon güçlü olduğunda canlılar için de ciddi tehlike oluşturabilir ve yakınlarda bulunan diğer elektronik cihazlarda arızalara sebep olabilir. İşte bütün bu nedenlerden dolayı istenmeyen veya kaçak EM sinyal yayılımının tespiti çok önemlidir. Doğru ve güvenilir ölçüm sonuçları elde etmek, ölçümlerin bozucu EM dalga kaynağı veya yansımaya sebep olabilecek nesnelerin bulunmadığı açık bir alanda yapılması ile mümkündür. Ancak günümüzde bütün frekans bandlarının yoğun olarak kullanılması nedeniyle ölçüm yapılacak noktada çok fazla bozucu EM dalga kaynağının bulunması, yansımaya sebep olabilecek nesnelerin bulunmadığı böylesi bir açık alan bulmanın zorluğu, açık alandaki ölçümün doğruluğunu etkileyebilecek sıcaklık, nem vb. gibi çevresel etmenlerin çok değişken olması gibi nedenlerden dolayı ölçümlerin açık alanda yapılması pek mümkün değildir. Bu halde ölçümler, yansıyan veya saçılan dalgaların sebep olduğu hatalı ölçüm sonuçlarını önlemek, doğru ve güvenilir sonuçlar elde etmek için duvarları, tavan ve tabanı EM soğurucularla kaplanmış, kapalı bir alanda çalışılmasına olanak sağlayan, yansımasız oda olarak adlandırılan kapalı ortamlarda yapılır. Yansımasız odalar, serbest uzay şartlarını kapalı bir ortamda elde etmek için oluşturulmuş yapılardır. EM soğurucular ölçümler sırasında üzerlerine gelen EM dalgaların yansımalarını engellemek, istenmeyen veya rastgele yayılan EM radyasyonu önlemek için kullanılırlar. Soğurucular, EMC, EMI, ARP ve RCS ölçümlerinin kapalı bir ortamda doğru ve güvenilir olarak gerçekleştirilmesi için vazgeçilmez unsurlardır. Birçok elektronik sistem soğurucular yardımıyla geliştirilmiştir. EM soğurucuların soğurma performansı yapılan ölçümlerin doğruluğunu etkileyen en önemli faktörlerdendir. Soğurucular yapılarında kullanılan malzemelerin kimyasal, fiziksel, elektriksel özelliklerine veya geometrilerine bağlı olarak düşük yansıma katsayısına sahip yapılardır. Soğurucu malzemenin elektriksel özellikleri diğer faktörler yanında soğurma performansı üzerinde oldukça etkilidir. Mikrodalga soğurucular EM dalgaları, sahip oldukları dielektrik veya manyetik kayıplar sayesinde soğururlar. Soğurulan EM dalga zayıflar ve sahip olduğu enerji ısı enerjisine dönüşür. Soğurucunun soğurma kapasitesi, soğurucu malzemenin dielektrik ve manyetik geçirgenlik özelliklerine bağlıdır. Soğurucuda kullanılan malzemenin bağıl dielektrik sabiti elektriksel faktörlerin en önemlilerinden biridir. Bağıl dielektrik sabiti, malzeme içinde depolanan elektrostatik enerjinin bir ölçüsüdür ve EM dalganın malzeme içindeki yayılım hızını etkiler. Soğurucular çalışma şekline göre genel olarak rezonans (resonating) ve kademeli (graded) soğurucular olmak üzere iki ana kategoriye ayrılırlar. Yansımasız odalarda EMC / EMI ölçümlerinde çoğunlukla, en çok bilinen, geniş bandlı kademeli soğuruculardan olan kama veya piramit tipi EM soğurucular kullanılır. Gelen EM dalgaların büyük bir kısmını soğurması için soğurucuların düşük yansıma katsayısına sahip, geniş bir frekans bandında ve geniş bir geliş açısı aralığında iyi bir soğurma performansına sahip olması beklenir. Böylece, kapalı bir alanda oldukça iyi bir şekilde serbest uzay şartları sağlanmış olur. Yansımasız odanın kullanılabilir alanını daraltmaması için oda içinde kullanılacak soğurucuların yüksekliklerinin mümkün olduğunca az olması tercih edilir. Kama veya piramit tipi soğurucuların yüksekliğinin fazla olması yansımasız odanın kullanılabilir alanını sınırlar. Bu sebeple boyutları küçük yansımasız odalarda kullanım alanları sınırlıdır. Yansımasız odalarda kullanılan soğurucuların soğurma performansı kullanılan malzemenin elektriksel özellikleri gibi birçok parametre yanında soğurucu geometrisine de bağlıdır. Özellikle geniş bandlı soğurucularda soğurucunun geometrik şekli soğurma performansı üzerinde önemli etkenlerden biridir. Soğurucuların geliştirilmesi sürecinde farklı geometriler kullanılmıştır. Piramit, kama, kesik kama (truncated wedge) gibi birçok farklı soğurucu geometrisi vardır. Serbest uzayın empedans değerinden soğurucu tabanına doğru düzgün empedans geçişi sağlamaları nedeniyle kama veya piramit tipi konik yüzeylerin daha iyi soğurma performansına sahip olduğu söylenebilir. Bu tür yüzeyler sahip oldukları geometri sebebiyle düzgün empedans geçişi sağlarlar. Kademeli empedans geçişi, yansıyan EM dalganın minimum olduğu bir empedans uydurma devresi gibi davranır. Kama veya piramit tipi soğurucularda empedans uyumsuzlukları minimum seviyede olmaktadır. Bu soğurucular kullanılarak soğurucu üzerine gelen EM dalganın enerjisi maksimum seviyede soğurulmaktadır. Ayrıca soğurucu yapının her bir elemanının (kama, piramit) boyutu gelen EM dalganın dalga boyuna göre daha büyük olduğunda EM dalga, soğurucunun sahip olduğu geometri sebebiyle, geri yansıtılmadan önce soğurucunun yüzeyleri arasında defalarca yansımaya uğrayacaktır. Yanyana yüzeyler arasında defalarca yansımaya uğrayan EM dalga her yansımada bir miktar soğurulacak ve enerjisini büyük oranda kaybedecektir. Yüksek frekanslarda, kamanın kenarındaki uç noktalardan kaynaklanan ve soğurma performansını etkileyen kırınım etkisi de saçılan elektrik alana dikkate değer ölçüde katkı yapmaktadır. Bu nedenle bu tür yapıların sayısal analizinde kullanılan yöntemlerde kırınım etkisinin de dikkate alınması gereklidir. Moment yöntemi (Method of Moments, MoM) bu amaçla kullanılabilecek yöntemlerden biridir. Buradan yola çıkarak, soğurucu yapının geometrisinde yapılacak değişikliklerle empedans uyumunda ve soğurucu yüzeyler arasındaki yansıma sayısında dikkate değer iyileştirmeler sağlanabilir ve soğurma performansı arttırılabilir. Bu tez çalışmasında, soğurucularının soğurma performanslarını, yapılarında kullanılan malzemelerin kimyasal, elektriksel vb. özelliklerinde herhangi bir değişiklik yapmadan, yalnızca soğurucu geometrisine yönelik iyileştirmeler yaparak arttırmak amaçlanmıştır. Bunu yaparken kullanılan yöntem, daha iyi empedans uyumu sağlayacak, EM dalga geri yansıtılmadan önce soğurucu elemanların yüzeyleri arasında çok sayıda yansıma sağlayacak bir soğurucu geometrisi elde etmeye dayanmaktadır. Aynı zamanda soğurucu performansının analizinde kullanılan yöntemlerde de iyileştirmelerin yapılması hedeflenmiştir. Kama şeklindeki soğurucuda empedans geçişi serbest uzaydan soğurucu tabanına doğru doğrusal olarak değişir. Daha iyi empedans geçişi ve soğurucu yüzeyleri arasında çok sayıda yansıma sağlamak için kama soğurucunun yüksekliğinin arttırılması, diğer bir ifadeyle tepe açısının azaltılması gereklidir. Ancak soğurucu yüksekliği, yansımasız odanın ölçüm için kullanılabilecek alanını sınırlar. Bu sebeple yüksekliği fazla olan soğurucuların yarı yansımasız veya küçük boyutlu yansımasız odalarda kullanımı sınırlıdır. Yansımasız odaların ölçüm alanını artırmak, aynı veya daha iyi soğurma performansı elde etmek ancak daha az yüksekliğe sahip farklı soğurucu geometrileri kullanarak mümkündür. Kama şekli yerine doğrusal olmayan bir soğurucu geometrisi kullanmak yansımasız odanın ölçüm alanını arttırarak EMI / EMC ölçümlerinin performansını arttırmaya yardımcı olur. Ayrıca doğrusal olmayan soğurucu geometrisi daha düzgün bir empedans geçişi ve / veya soğurucu yüzeyleri arasında daha fazla sayıda yansıma sağlar. Bu çerçevede bu tez çalışmasının katkısı, soğurucu yüzey fonksiyonlarını elde etmeyi sağlayacak bir yöntem önererek geleneksel kama soğurucudan daha iyi soğurma performansına sahip soğurucular elde etmektir. Çalışmada soğurucu yapılardan saçılan elektrik alanı elde etmek için Periyodik Moment Yöntemi (Periodic Moment Method, PMM) kullanılmıştır. Elektrik alanı soğurucu yapının ekseni doğrultusunda kutuplanmış düzlem EM dalganın (TM modu) yansıma değerleri dikkate alınmıştır. TM modu yansıma performansı, TE modu yansıma performansından daha kötü olduğu için çalışma TM modu ile sınırlıdır. Tezin organizasyonu şu şekildedir: Literatür araştırması kapsamında EM soğurucuların tarihçesi, gelişimi incelenmiş, periyodik soğurucuların çeşitleri, yansımasız odalar ve soğurucuların yansımasız odalarda kullanımından bahsedilmiştir. Tez çalışmasında kullanılacak yöntemlerin açıklanması kapsamında EM dalganın periyodik soğurucu yapılardan saçılması incelenmiş, teorik altyapı oluşturması amacıyla periyodik soğurucu yapıların analizinde kullanışlı bir araç olan PMM açıklanmıştır. Sonraki bölümde elde edilen integral denklemin PMM çözümünün detayları, çözümün referans soğurucu yapı üzerinden kapalı form çift katlı integrasyon yöntemiyle elde edilmesi verilmiştir. Yansıma performansının empedans geçişi ile ilişkisi araştırılmış, dışbükey, doğrusal ve içbükey yüzeylerin yansıma performansları karşılaştırılarak içbükey yüzeylerin dikkate değer şekilde daha iyi yansıma performansına sahip oldukları gösterilmiştir. Çok bilinen bazı içbükey fonksiyonlar temel alınarak soğurucu yüzeylerde kullanılacak, sınır koşullarını sağlayan içbükey fonksiyonların elde edilişi açıklanmıştır. İçbükey yüzey fonksiyonları kullanılarak elde edilen soğurucu yüzeylerin MATLAB optimizasyon araçları yardımıyla en iyi soğurma performansını sağlayacak şekilde optimizasyonu açıklanmıştır. Soğurucu performans analizleri bölümünde soğurucu yapı malzemesi olarak kabul edilen karbon katkılanmış köpükten oluşan kayıplı malzemeye ait dielektrik katsayılarından bahsedilmiş, PMM yöntemi kullanılarak yazılan MATLAB programının doğru çalıştığı gösterilmiş ve soğurucu tasarımlarının PMM hesaplamalarına ait sonuçlar sunulmuştur. Yansıma katsayısı, faz, RCS ve bistatik patern grafikleri her soğurucu yapı için ayrı ayrı verilmiştir. Soğurucu yapıların TM modu yansıma performansı sonuçlarının geleneksel kama soğurucu ve birbirleriyle karşılaştırılması tartışma bölümünde sunulmuştur. Tez çalışmasının genel bir değerlendirmesinin yer aldığı ve ilerleyen dönemde yapılacak çalışmaların irdelendiği sonuç bölümü son bölüm olarak eklenmiştir.
Entegre bilgi sistemi modeli geliştirilmesi: DataOCEAN©

(Bilişim Enstitüsü, 2017-12) Özdikililer, Egnar ; Göksel, Çiğdem ; 705102006 ; Satellite Communication and Remote Sensing ; Uydu Haberleşmesi ve Uzaktan Algılama

Günümüzde veri çeşitliliğinin artması ve veri hacminin çoğalması ile güvenilir, düzenli ve güçlü sistem tasarımı gereksinimi giderek daha önemli hale gelmiştir. Merkezi erişim sağlayan yeni nesil bilişim sistemleri tasarlanarak kullanım yaygınlaştırılmıştır. Bu durum, özellikle kurumlar arası veri paylaşımı ve farklı yapıdaki, sistemler arasındaki entegrasyon çalışmalarını hızlandırmıştır. Dolayısıyla, merkezi erişim amaçlayan sistem tasarım çalışmaları artmış, veri erişimi de web servislerinin yaygın olarak kullanıması ile kolaylaşmıştır. Bu çalışma kapsamında, dağıtık sistemler için; hızlı, doğru ve güvenilir bilgiye erişimde kullanılabilecek yeni bir entegre bilgi sistemi modeli tasarlanmıştır. Tasarlanan model; birlikte çalışabilirlik ilkelerini koruyan, hibrid yapı temelli, birden fazla sistemi barındıran, entegrasyonu web servisleri aracılığı ile sağlayarak, çok yönlü veri akışına olanak tanımaktadır. Uzun vadede konum ve zaman kavramlarına dayanarak verileri analiz etmeyi, yönetmeyi ve işlemeyi de amaçlamaktadır. Model, bilişim sistemi çalışmaların kavramsal merkezini (çekirdeğini) temsil etmesi, ayrıca kurumlar arası veri tekrarı durumunda, en doğru verinin tespiti ve güvenilir bilginin alınmasını sağlayacak şekilde kurgulanmıştır. Veri tekrarının, tutarsız analiz sonuçlarına neden olduğu bilinmektedir. Bu nedenle, oluşturulan bu entegre bilgi sisteminde, uluslar arası standartlara uygunluk esas alınmıştır. Birlikte çalışabilirlik ilkesi gereğince, sadece verileri aynı standartta saklamak ve/veya kullanmak değil, merkezi bilgi/veri sistemi tasarımının benimsenerek, verilerin paylaşılması ve ortak kullanılmasının sağlanması çok önemlidir. "Entegre bilgi sistemi modeli geliştirilmesi: DataOCEAN©" konulu tez çalışmasında tasarlanan model ve sistem prototipi Servis Yönelimli (Servise Oriented Architecture – SOA) yapıyı temel alan ve Nesne Yönelimli (Object Oriented - OOA) mimari yapısına benzerlikler taşımaktadır. Kullanılan iskelet uygulaması (framework), MVC mimari tabanlı (Model-View-Controller) yazılmış, özgün bir çalışmadır. REST (Representational State Transfer) yaklaşımı ile tasarlanmış, RESTful ve SOAP (Simple Object Access Protocol) servis mimarilerine ilişkin web servisleri hazırlanmış, sistemin yönetim panelinin içereceği alanlar yazılmış ve test edilmiştir. Uygulama dili olarak PHP (Hypertext Preprocessor) tercih edilmiş, konumsal veri gösterimi için GoogleMAPs kullanılmıştır. Çalışma süresince oluşturulan web servislerinin entegre edildiği yapı DataOCEAN©-DO (Veri Okyanusu) olarak, oluşturulan web servisleri kütüphanesi ise OceanLIBRARY©-OLY (Okyanus Kütüphanesi) olarak anılacaktır. DataOCEAN© sistem modelinde veri yapıları web servisleridir. Web servisleri, sistem kütüphanesine entegre edilme aşamasında, nesne tabanlı programlamada kullanılan hiyererşik oluşumla tanımlanmaktadırlar (içerdiği veri, servis yapısı, v.b. özellikler ile). Veri sorgulaması, dinamik olarak uygulama kapsamında kodlanan web arayüzü aracılığı ile gerçekleşmektedir. Web arayüzünde özgün sorgu yazıldıktan sonra, sorgu işleme aşamasında veri havuzundan kullanılacak web servisleri tespit edilir. Sistemde anlık olarak erişilebilir olan, veri doğruluğu en yüksek servislerden bilgi toplanır, web arayüzünde ilgili formatta sonuç sunulur. Kullanıcı, verinin kaynağı olan kurum ve/veya yapıyı bilmeden, alınan sonucun güncel ve sorgulama anı için en yüksek doğrulukta olduğunu bilmektedir. Dolayısıyla, kullanıcının yüksek yetkinlikte olması beklenmemektedir. Sunulan modelin temel amacı, yazılım sürecini kısaltmaktır. Sistem, bilgi sistemlerinde bulunan verileri paylaşabilmeye uygun mimari ile tasarlanmış olması nedeniyle birlikte çalışabilirlik konusunda da iyi bir örnek olduğu düşünülmektedir. Tasarlanan DataOCEAN© mimarisinde birbirinden farklı sistemler veri alışverişinde bulunmaktadır. Özgün sorgulama platformu sunan ara yüzü ile sorgulama anında sistemde aktif olan web servisleri arasından doğruluk derecesi en yüksek olan servis/servisler seçilerek, işlemi kısa sürede hızlı ve doğru sonuçlandırmaktadır. Bu çalışmanın giriş bölümünde, çalışmanın özeti, kullanılan yöntemler ve sistemin yapısı özetlenmiş, veri ve veri çeşitliliği konularında yapılan çalışmalara değinilmiştir. Birinci bölümde çalışmanın temeli olan web servisleri, OOA, SOA (REST ve SOAP), MVC mimarileri incelenmiştir. İkinci bölümde araştırma yöntemi, geliştirilen DO mimarisi ve OLY kütüphanesi açıklanmıştır. Üçüncü bölümde yazılan prototip uygulama ve alınan sonuçlar irdelenmiştir. Sonuç bölümünde sonuçlar özetlenmiş, hedeflenen sonraki çalışmalar ve çalışmanın katkıları belirtilmiştir.
Amaca uygun olarak yansıma ve iletim karakteristikleri değiştirilebilen yapısal yüzey malzemesi

(Bilişim Enstitüsü, 2017-12) Döken, Bora ; Kartal, Mesut ; 705102005 ; Satellite Communication and Remote Sensing ; Uydu Haberleşmesi Ve Uzaktan Algılama

Kablosuz iletişim sistemleri günümüzde yaygın olarak kullanılmaya başlanmıştır. Sınırlı sayıdaki frekans bantlarının yoğun kullanımı sebepleriyle kapalı ortamlardaki birçok haberleşme sistemi aynı frekans bandını kullanmak zorunda kalmış ve sistemler arası girişim önemli bir problem haline gelmiştir. Kablosuz sinyallerin istenmeyen mesafelere iletimi de bilgi güvenliğinin sağlanması açısından önemli bir problem olmaktadır. Gelişmiş işaret işleme teknikleri ve anten tasarımları ile bu problemler çözülmeye çalışılmaktadır. Bütün bu sorunların çözümü ile ilgili önemli bir yaklaşım tarzı kablosuz ağların birbirlerinden izole edilmeleridir. Kablosuz ağların birbirlerinden izolasyonları ise binaların iç ve dış yüzeylerinin istenmeyen işaretleri engelleyen, istenilen işaretleri geçiren frekans seçici filtreye dönüştürülmeleri ile gerçekleşebilmektedir. Dielektrik ortam üzerine yerleştirilmiş periyodik iletken yama veya açıklık dizileri frekansa göre değişen yansıma ve iletim özellikleri göstermekte ve frekans seçici yüzeyler (FSY) olarak adlandırılmaktadırlar. Anten ve mikrodalga alanlarında birçok uygulamaları bulunmaktadır. Çok bantlı mikrodalga antenler, radomlar, dalga kılavuzu uygulamaları, yansıtıcı antenler, yapay manyetik iletkenler, demet bölücüler, emici yüzey tasarımları vs. bu uygulamalara örnek olarak verilebilir. Son yıllarda kablosuz haberleşme sistemlerinde görülen girişim, güvenlik, işaret güç seviyesi problemlerine sunduğu çözümler dolayısıyla incelenmektedirler. 2.4 GHz (2.4–2.4835 GHz) ve 5.8 GHz ISM (5.725–5.850 GHz) serbest frekans bantları bina içi kablosuz iletişimlerde yaygın olarak kullanılmaktadırlar. Gelecekte bina içlerindeki bütün elektrikli ev aletlerinin, haberleşme ve kontrol sistemlerinin bu frekans bantlarını kullanmaları öngörülmektedir. Haberleşme teknolojilerindeki hızlı gelişmeler, iletim ortamlarının yapısının ve kullanıcı taleplerinin zamanla değişebilmesi FSY'lerin davranışlarının da amaca uygun olarak değiştirilebilmesi ihtiyacını doğurmaktadır. Bu sebeple, tez çalışmasında 2.4 GHz ve 5.8 GHz ISM kablosuz haberleşme frekansları bantları iletiminin amaca uygun kontrol edilebilmesi hedeflenmiştir. Tasarlanan yüzey malzemesinin amaca uygun olarak değiştirilebilen dört farklı frekans karakteristiğine sahip olması öngörülmüştür: 2.45 GHz ve 5.8 GHz ISM bantlarının her ikisinin de durdurulması veya iletilmesi, 2.45 GHz ISM bandının durdurarak 5.8 GHz ISM bandının iletilmesi ve 2.45 GHz ISM bandı iletilirken 5.8 GHz ISM bandının durdurulması. Hedeflenen frekans bantları durdurulduğunda yüzey malzemesinin iletim katsayısının minimum -10 dB olması hedeflenmiştir. Tez çalışmalarında FSY geometrileri araştırılarak FSY geometrilerin frekans cevaplarını etkileyen etmenler belirlenmiştir. Eşdeğer devre yönteminin kullanılması ile FSY parametrelerinin yüzeyin frekans cevabı üzerindeki etkileri belirlenmiş ve tasarımlar bu bilgilerin ışığında şekillendirilmişlerdir. Yüzeylerin benzetimleri Ansoft HFSS programı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. FSY'lerin eniyilemesi eşdeğer devre yönteminden elde edilen bilgiler doğrultusunda HFSS programının parametrik analiz özelliği kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Tez süresince gerçekleştirilen tasarımlar ile on dört farklı tasarım gerçekleştirilmiştir. Bu tasarımlardan beş tanesi dergilere yayınlanmak üzere gönderilmiş, dört tanesi kabul almış diğer bir tanesinin hakem süreçleri devam etmektedir. İki yeni çalışma gönderilmek üzere dergilere hazırlanmaktadır. Ayrıca, konu ile ilgili konferanslara da katılım sağlanarak dört farklı çalışma buralarda anlatılmıştır. FSY'lerin tasarım aşamalarında karşılaşılan problemler ve çözüm önerileri aşağıda özetlenmiştir: Birden fazla durdurma bandına sahip FSY tasarımlarında, birim hücrede bulunan ve durdurma bantlarını belirleyen geometriler arasındaki girişim eniyileme aşamasını zorlaştırmakta, hatta başarısız olmasına bile yol açabilmektedir. Sorunun çözümü için tez çalışmalarında üç farklı öneri getirilmiştir. Birinci öneride girişim etkisini kontrol edebilmek için aynı parametre değerlerine sahip benzer geometriler farklı katmanlara yerleştirilmiştir. Her bir katman ayrı bir frekans bandını durdurmaktadır. Geometrilerin benzer olması özellikle farklı geliş açılarında ortaya çıkabilecek beklenmeyen sonuçların ihtimali azaltmaktadır. Girişim etkisi uzaklığın karesi ile orantılı olarak azaldığından girişim etkisini kontrol edebilmek için ikinci öneride iç içe geçmiş geometrilerden yararlanılmıştır. Kare döngü, dairesel döngü veya dört bacaklı yüklü geometriler gibi özel geometriler seçilerek iç içe geçen geometriler arasındaki mesafe sabit yapılmıştır. İç içe geçmiş geometriler arasındaki mesafe büyük tutularak girişim etkisi minimize edilmiştir. Çok bantlı FSY tasarımlarında ortaya konan üçüncü öneri geometriler üzerinde girintiler oluşturma tekniğidir. Böylece geometrilerin eşdeğer kapasite değerleri değişmeden, eşdeğer endüktans değerleri değiştirerek FSY'in rezonansı değiştirilebilmektedir. Girintiler geometriler üzerinde uygun yerlerde oluşturularak girişimin rezonans frekansı üzerine olan etkisi minimize edilmiştir. Günümüzde haberleşme teknolojilerindeki hızlı gelişmeler FSY'lerin birden fazla frekans karakteristiğine sahip olması ve amaca uygun frekans karakteristiğinin seçilebilmesi ihtiyacını doğurmaktadır. Tasarlanan yüzeylere gelen 2.45 GHz ve 5.8 GHz frekans ISM bant frekanslarındaki elektromagnetik dalgaların isteğe bağlı olarak durdurulabilmesi veya geçirilebilmesi için FSY geometrilerinin içine varaktör veya PIN diyotlar yerleştirilmiştir. Yüzeylerin anahtarlama ve kaydırma performanslarının arttırılabilmesi için de tez çalışmalarında yeni bir öneri getirilmiştir. Öneriye göre diyotlar periyodik iletken geometriler üzerinde yük yoğunluğunun maksimum olduğu konumlara yerleştirilmelidirler. Aktif FSY tasarımlarında her bir bandın iletim veya durdurma modları arasında değiştirilmesi diğer bandın frekans davranışını olumsuz olarak etkilemektedir. Karşılaşılan bu problemin çözümünde, çift bantlı pasif FSY geometrileri tasarımlarında geliştirilen ve durdurma bantlarının birbirlerine olan etkisini minimuma indirgeyen yöntemler aktif FSY tasarımlarında kullanılmıştır. Varaktör diyotların eşdeğer kapasite değerlerinin yüksek olması aktif FSY tasarımlarının durdurma bant genişlikleri oldukça arttırmaktadır. Eşdeğer kapasite değeri düşük olan varaktör diyotların fiyatları oldukça yüksek olmaktadır. Bu durum, aktif FSY maliyetlerini oldukça yüksek değerlere çekebilmektedir. Tez çalışmalarında yeni bir öneri getirilmiş ve uygun değerli endüktanslar varaktör diyotlara seri bağlanarak aktif FSY'lerin durdurma bantları oldukça daraltılmıştır.
Gezgin haberleşme sistemleri için yalın zamanlama algoritması

(Bilişim Enstitüsü, 2017-12) Sağlam, Mehmet İzzet ; Kartal, Mesut ; 705032003 ; Satellite Communication and Remote Sensing ; Uydu Haberleşmesi Ve Uzaktan Algılama

Günümüzde gezgin iletişim sistemlerini kullanan kullanıcı sayısı öngörülenin çok ötesinde artmıştır. Üçüncü nesil iletişim sistemlerinin desteklediği yüksek hızlı veri iletimi sayesinde aboneler kablolu sistemler yerine artık gezgin iletişim sistemlerini tercih etmeye başlamışlardır. Kullanıcı sayısındaki yükseliş yanında kullanıcıların tüketmeye başladığı aylık ortalama veri miktarı yüzlerce Mbyte veya GigaByte seviyelerine yükselmiştir. Günümüzde operatörler yüksek veri trafiğini ve hızını karşılamak için 3GPP (3rd Generation Partnership Project) tarafından geliştirilmiş bir standartlar ailesi olan Dördüncü Nesil (4N) gezgin iletişim sistemlerini tercih etmektedirler. 3GPP, bünyesinde ARIB (Association of Radio Industries and Businesses), ATIS (Alliance for Telecommunications Industry Solutions), CCSA (China Communications Standards Association), ETSI (European Telecommunications Standards Institute), TSDSI (Telecommunications Standards Development Society), TTA (Telecommunications Technology Association) ve TTC (Telecommunication Technology Committee) olarak toplam yedi telekom standart geliştirme organizasyonunu birleştiren bir ortaklıktır. İlk ticari 4N sistemi TelliaSoneria tarafından 2009 yılında İsveç’te açılmıştır. GSMA (Global System for Mobile communications Association) birliğinin 2017 yılı istatistiklerine göre gezgin haberleşme şebeklerini kullanan kullanıcı sayısı beş milyarı geçmiştir [1]. Kullanıcı sayısındaki kontrolsüz artış, kullanıcılar arasında etkin bir sistem kaynak paylaşımını daha da önemli kılmaktadır. Yeni nesil akıllı telefonlar ve tablet tipi cihazların yaygınlaşmasıyla kullanıcıların kullanım profili değişmiştir. Kullanıcı profili daha önce uzun süreli az sayıda şebekeye bağlanma ihtiyacı şeklindeyken şimdi az miktardaki veri iletim için daha sık şebekeye bağlanma şekline dönüşmüştür. Kullanıcı profili ve sayındaki bu değişimler halen kullanılmakta olan ve kullanıcıların servis alma paylaşımını düzenleyen zamanlama algoritmalarını verimsiz hale getirmiştir. Yukarda sözü edilen nedenlerle günümüzde üçüncü ve dördüncü nesil gezgin veri iletim sistemlerinde kaynakların paylaştırılmasına yönelik yeni bir zamanlama algoritmasının tasarımına şiddetle ihtiyaç duyulmaktadır. Bu ihtiyaç doğrultusunda bu tezde, sistem kaynaklarının kullanıcılara etkin paylaşımına olanak sağlayacak yeni bir zamanlama algoritmasının geliştirilmesi ve ürün haline getirilmesi hedeflenmiştir. Bu amaçla tezde kullanılacak sistem parametreleri gerçek ve gerçek zamanlı olmayan hizmet alan kullanıcıların ihtiyaçlarına göre belirlenmiş ve kullanıcılara en hızlı/kesintisiz/kaliteli hizmet verebilen dinamik bir zamanlama algoritması geliştirilmiştir.
Compressed sensing based 3D image reconstruction in digital breast tomosynthesis and micro-bioimaging

(Bilişim Enstitüsü, 2018) Polat, Adem ; Yıldırım, İsa ; 519901 ; Satellite Communication and Remote Sensing ; Uydu Haberleşmesi ve Uzaktan Algılama

Meme kanseri, dünyada kadınlar arasında görülen en yaygın kanser türüdür. Kanserin erken teşhisi hastalığın tedavisinde çok önemli bir yer tutmaktadır. Erken teşhis araçlarından biri de görüntülemedir. Elektronik Mühendisliği açısından görüntüleme, görüntü geri çatma teknikleri ve görüntü işleme olarak ele alınmaktadır. Bu doktora tezinde, hızla gelişen görüntü geri çatma teknikleri ve görüntü işleme metotlarındaki yeni yaklaşımların kanserli hücre ve doku (örneğin meme kanseri) üzerine yapılan çalışma alanlarına uygulanması kapsamında iki ana proje çalışılmıştır. İlk proje olarak mevcut görüntü geri çatma algoritmalarının limitasyonları ve tıkanıklıkları göz önünde bulundurularak 12 radyasyon doz seviyesinde gerçek meme fantomu kullanılarak sayısal meme tomosentezinde (SMT) (digital breast tomosynthesis-DBT) sıkıştırılmış algılama tabanlı 3-boyutlu (3B) görüntü geri çatma yöntemleri geliştirilmiş ve önerilmiştir. İkinci proje kapsamında mikro biyogörüntülemede (micro-bioimaging) kanserli hücre kolonisi, tümör, kanserli doku, biyopsi, lab-on-a-chip gibi çeşitli biyolojik örnekleri açısal tarama yaparak 3B görüntüleyebilen 3B biyogörüntüleme cihazı (robotic 3D micro-bioimaging tool) geliştirilmiştir. Hastalık tanı ve teşhisinde medikal görüntüleme önemli bir teknolojidir. Yapısal ve fonksiyonel görüntüleme olarak adlandırılan ve farklı amaçlar için kullanılan iki ana medikal görüntüleme sınıfı mevcuttur. Yapısal görüntüleme ile anatomik yapılar incelenir. Manyetik rezonans görüntüleme (MRG), Röntgen ve bilgisayarlı tomografi (BT) yapısal görüntüleme tekniklerinin en önemlileridir. Fonksiyonel görüntüleme ise insan vücudundaki özel bir fonksiyonu analiz eden bir tekniktir. En önemlileri Single Photon Emission Computed Tomography (SPECT) ve Positron Emission Tomography (PET)'dir. Tomografi Yunan kökenli "tomos" (dilim) ve "graph" (tanımlama) kelimelerinin birleşiminden oluşmuştur. İngiliz mühendis Godfrey Hounsfield ve Güney Afrika doğumlu fizikçi Allan Cormack tarafından 1972 yılında geliştirilmiştir. Bu sebeple Hounsfield ve Cormack 1979 yılında Nobel Tıp Ödülü'ne layık görülmüşlerdir. Bilgisayarlı tomografi (BT), vücut içine girmeksizin vücut içini görüntülemek suretiyle çeşitli hastalıkların tanı ve teşhisinde kullanılmasıyla tıpta devrim yaratmıştır. Radyografinin bir formu olan BT günümüzde çok yaygın bir medikal görüntüleme uygulamasıdır. X-ışın kaynağının bir eksen etrafında döndürülmesiyle toplanan 2-boyutlu (2B) radyografik görüntülerden nesnenin 3B görüntüsü elde edilebilmektedir. Ulusal Meme Kanseri Vakfının (NBCF: National Breast Cancer Foundation, Inc.,) 2010 yılında yapmış olduğu araştırmaya göre her yıl kadınlar arasında 200.000 yeni meme kanseri vakası ve 40.000 ölüm yaşanmaktadır. Türkiye'de Sağlık Bakanlığının 2008 verilerine göre meme kanseri %41.6 oranıyla kadınlar arasında en sık görülen hastalık olmuştur. Bunu %15.3 ile tiroid, %13.5 ile kolorektal, %8.7 ile uterus korpusu, %8.4 ile trakea, akciğer ve bronş, %8 ile mide, %6.5 ile over, %4.7 ile non-hodgking lenfoma, %4.4 ile uterus serviksi, %4.2 ile beyin ve diğer sinir sistemi kanserleri takip etmektedir. Kadın meme dokusu süt üretme bezleri (lobules), süt taşıma kanalları (ducts) ve bağ dokusu (stroma) olmak üzere üç ana kısımdan meydana gelir. Bağ dokusu kan damarları, lenfatik damarlar ve yağ dokusunu çevreler. Bazı kanserler süt üretme bezlerinden başlarken (lobular cancers), çoğunluğu süt taşıma kanallarında (ductal cancers) meydana gelir. Mamografi yönteminin, birçok avantajlarının yanında tanı görüntülemesinde yaklaşık %20 oranında kanserli hücreyi kaçırdığı tahmin edilmektedir. 2B görüntülemeden kaynaklı dokunun üst üste binme problemi mamografinin en büyük kısıtlarındandır. Sayısal meme tomosentezi (SMT) ise yüksek çözünürlüklü 3B görüntü elde etme imkânı sunan yeni görüntüleme yaklaşımıdır. Bu sayede SMT ile geleneksel mamografide karşılaşılan dokunun üst üste binme problemi nedeniyle dokular arasına gizlenen kanserli hücreler daha kolay algılanabilmektedir. SMT'de plakalarla sıkıştırılan meme etrafında bir yay şeklinde ve genellikle 50 derecelik tarama açısı ile hareket eden X-ışın tüpünden gönderilen radyasyon meme altındaki detektöre düşürülerek memenin 2B projeksiyonları elde edilir. Uygulamalarda yaygın olarak SMT'de 11-60 derece tarama açısı ile 9-25 arasında projeksiyon elde edilir. Bu projeksiyonlar daha sonra çeşitli görüntü geri çatma yöntemleriyle geri çatılarak dilim dilim 3B geri çatılmış meme görüntüsü elde edilir. Böylece doku üst üste binmesi problemi nedeniyle meydana gelen yanlış pozitif ve yanlış negatif oranları azaltılabilir. SMT'nin radyasyon nedeniyle sınırlı açıda ve sınırlı sayıda tarama yapması ise dezavantajdır. SMT Y=AX lineer cebirsel denklem formu ile yazılabilen hedef nesnenin (X) 3B geri çatılmış görüntüsünü elde eden yenilikçi bir görüntüleme modelidir. Y=AX formunda Y gözlenen veri (projeksiyon) vektörü, A ışın izleme geometrisini modelleyen sistem matrisi, X ise 3B görüntülenmesi istenen nesnenin vektör formunu göstermektedir. Lineer denklem katsayılarını içeren A sistem matrisi yinelemeli geri çatma algoritmasının uygulanması için elde edilmelidir. Geri çatılan 3B görüntü, sınırlı açıda ve sınırlı sayıda taramayla elde edilen 2B projeksiyonlardan elde edildiğinden eksik veri problemi olarak adlandırılan önemli bir kısıt ortaya çıkmaktadır. Bu kısıtı aşmak için ileri düzey 3B görüntü geri çatma algoritmalarının geliştirilmesine ihtiyaç duyulmaktadır. Literatürde bir yinelemeli yöntem olan cebirsel geri çatma tekniğinin (algebraic reconstruction technique (ART)) ve bir analitik yöntem olan filtrelenmiş geri izdüşüm tekniğinin (filtered back projection (FBP)) SMT gibi ileri tıp teknolojisinde uygulandığından bahsedilmektedir. Bu doktora tezinde ART ile 3B görüntü geri çatılmıştır. ART algoritmasında, Y=AX formundaki, ışın izleme geometrisini modelleyen sistem matrisini (A) elde etmek için Siddon'un 3B ışın izleme algoritması kullanılmıştır. ART ile elde edilmiş geri çatılmış 3B görüntünün kalitesini arttırmak için sıkıştırılmış algılama tabanlı bir uygulama olan (compressed sensing based application) 3B toplam değişinti algoritması TV3D (3-dimensional total variation) ART sonrası elde edilen geri çatılmış 3B görüntüye uygulanmıştır. İlk projede iki ayrı alt çalışma yapılmıştır. İlk olarak 3B toplam değişinti temelli maksimizasyon-minimizasyon algoritması (majorization-minimization (MM) based on 3D total variation) yinelemeli görüntü geri çatma literatüründe yenilikçi bir yaklaşım olarak sunulmuştur (ART+TV3D+MM). İkinci olarak ART, ART+TV3D ve ART+TV3D+MM yöntemleri ile elde edilen geri çatılmış görüntüler 12 farklı radyasyon dozu için elde edilerek, sıkıştırılmış algılama tabanlı yinelemeli görüntü geri çatma teknikleri olan ART+TV3D algoritmasının ve bizim önerdiğimiz yeni ART+TV3D+MM yönteminin hastaya uygulanan radyasyon dozunun azaltılabilmesi noktasında uygulanabilirliği araştırılmıştır. İlk proje kapsamında, Lizbon Üniversitesi da Luz S.A. hastanesinde Siemens MAMMOMAT Inspiration system (Siemens AG, Healthcare Sector, Erlangen, Germany) kullanılarak 12 farklı doz seviyesinde yaklaşık 47o açısal tarama aralığında 25 projeksiyonu alınan gerçek meme fantomu (CD Pasmam 1054) için ART, ART+TV3D ve ART+TV3D+MM uygulanarak 3B görüntüler elde edilmiş ve aynı fantomun Siemens MAMMOMAT cihazının filtrelenmiş geri izdüşüm tekniğiyle (FBP) elde edilen geri çatılmış görüntüleri ile kıyaslanmıştır. Siemens MAMMOMAT cihazında know-how'ı bilinmeyen bir filtreleme yöntemine sahip FBP kullanılmaktadır. Sonuçların performansını karşılaştırmak amacıyla önce yinelemeli görüntü geri çatma tekniği olan (iterative reconstruction technique: IRT) ART, ART+TV3D ve ART+TV3D+MM bir analitik fantom için test edilmiştir. Sonuçlar niteliksel ve niceliksel olarak değerlendirilmiştir. Niceliksel değerlendirmede iki metrik olan sinyal-gürültü oranı (signal-to-noise ratio: SNR) ve yapısal benzerlik (structural similarity: SSIM) kullanılmıştır. Daha sonra, 12 dozda alınan CD Pasmam 1054 gerçek meme fantomu projeksiyonları için yinelemeli görüntü geri çatma tekniğinin üç yöntemi (ART, ART+TV3D ve ART+TV3D+MM) kullanılarak elde edilen geri çatılmış görüntüler ile Siemens MAMMOMAT cihazının filtrelenmiş geri izdüşüm tekniğiyle (FBP) elde edilen geri çatılmış görüntüler kıyaslanmıştır. Bu kısımdaki sonuçlar ise hem niteliksel hem de karşıtlık gürültü oranı (contrast to noise ratio (CNR) ve 1B profil değişimi metrikleriyle niceliksel olarak değerlendirilmiştir. İlk proje İstanbul Teknik Üniversitesi ve Lizbon Üniversitesi'nde gerçekleştirilmiştir. İkinci projede, SMT'deki çalışmalardan elde ettiğimiz umut verici sonuçların verdiği ilhamla kanserli hücre kolonisi, tümör, kanserli doku, biyopsi, lab-on-a-chip gibi çeşitli biyolojik örnekleri 3B görüntüleyebilen robotik 3B biyogörüntüleme cihazı (robotic 3D micro-bioimaging tool) geliştirilmiştir. Tıp ve biyoloji alanlarında bilimsel araştırma yapılan merkezlerde kullanılabilecek olan cihazın avantajları arasında, ucuz, taşınabilir ve kullanımı kolay olması sıralanabilir. Bu cihaz donanım (mekanik, elektronik ve robotik kontrol kısımları) ve yazılım (robotik kontrol yazılımı ve 3B görüntü geri çatma yazılımı) olmak üzere iki aşamalı tasarlanmıştır. Donanımsal olarak robotik 3B biyogörüntüleme cihazının ana mekanik çatkısı, dönme eksenine yeterli güç ve desteği sağlamak için 20 mm'lik T-oluklu eloksallı alüminyumdan 35cmx35cmx30cm boyutlarında üretilmiştir. Hassas hareket ve ölçümler için bazı parçalar 3B yazıcı ile üretilirken, bazıları ise polymethylmethacrylate (PMMA) malzeme kullanılarak CNC makine ve lazer kesici ile üretilmiştir. Elektronik ve robotik kontrol kısmı, bir Arduino Mega 2560 R3 kartı, bir RAMPS 1.4 kartı, Arduino yazılımla kontrol edilen iki adım motoru, bir lineer motor, üç motor sürücü ve bir güç kaynağından meydana gelmiştir. Optik görüntüleme kısmı ise bir metal oksit yarı iletken dedektör (complementary metal oxide semiconductor (CMOS) görüntüleyici, bir lens ve bir ışık kaynağından meydana gelmiştir. CMOS görüntüleyici dedektör olarak Logitech C160 kullanılmıştır. Optik görüntülemede hassas optik masa tasarımı sayesinde projeksiyon elde etme geometrisi ve görüntüleme kalitesi iyileştirilmiştir. -45o ve +45o açı aralığında tarama yapabilme yeteneğine sahip cihaz ile bu projede -25o ve +25o açı aralığında 5o açı adımıyla 11 projeksiyon elde edilmiş ve geri çatılmıştır. Yazılımsal olarak ise açısal tarama ve üç boyutlu düzlemde eksen hareketlerini yapan robotik motor kontrollerin mikrokontrolör programlanması C++ kod derleyici ve Matlab grafiksel kullanıcı arayüzü ile yazılmıştır. 3B görüntüleme için ise sıkıştırılmış algılama tabanlı yinelemeli 3B görüntü geri çatma yazılımı (ART+TV3D) mikro-biyogörüntüleme (micro-bioimaging (MBI)) araştırmalarında kullanılmak üzere revize edilerek geliştirilmiştir. Testlerde kullanılan biyolojik fantomlar transparan ortam sağlayan polydimethylsiloxane (PDMS) kullanılarak üretilmiştir. İkinci proje Harvard Medical School, Harvard-MIT Health Science and Technology ve Massachusetts Institute of Technology'de gerçekleştirilmiştir. Sonuç olarak, ilk projenin ilk kısmında ART+TV3D+MM yönteminde analitik fantom için elde edilen sonuçların SSIM ve SNR değerleri on iterasyon sonunda ART+TV3D ve ART yöntemleriyle elde edilen aynı değerlerden yüksek çıkmıştır. Onuncu iterasyonda ART+TV3D+MM'in SSIM ve SNR değerleri sırasıyla 0.9814 ve 24.56 olurken, ART+TV3D'in 0.9771 ve 24.32; ART'in ise 0.9208 ve 22.48 olmuştur. Ayrıca ROI ve object of interest (OOI)'ler FBP ve ART'ye göre ART+TV3D ve ART+TV3D+MM yöntemlerinde görsel olarak daha net bir şekilde ayırt edilebilmiştir. İlk projenin ikinci kısmında, 12 farklı doz seviyesi için ART+TV3D ile elde edilen görüntülerde CNR değerleri hem doz arttıkça artmış, hem de aynı doz seviyesindeki ART'nin CNR değerlerinden genel olarak yüksek çıkmıştır. Örneğin en yüksek doz seviyesi olan 199 mAs doz seviyesinde, ROI-1 için FBP, ART, ART+TV3D ve ART+TV3D+MM'in CNR değerleri sırasıyla 1.203, 54.621, 55.894 ve 56.443 olurken; ROI-2 için yine sırasıyla 2.188, 2.292, 2.364 ve 2.473 olmuştur. İkinci projede ise tasarlanan robotik 3B biyogörüntüleme cihazıyla laboratuvar ortamında üretilen biyolojik fantomların projeksiyonları değişik açılardan başarıyla alınmıştır. ART+TV3D yöntemiyle, bu projeksiyonlar 3B görüntü şeklinde geri çatılmış ve bu biyolojik fantomlar başarılı bir şekilde dilim dilim görüntülenebilmiştir. İki projede de alınan olumlu sonuçların gerek yinelemeli 3B görüntü geri çatmada yeni yaklaşımların araştırılması ve geliştirilmesi noktasında; gerekse tasarlanan robotik 3B biyogörüntüleme cihazının bilimsel araştırma laboratuvarlarında, kanserli hücre ve doku çalışmaları ile bunlara karşı ilaç vb. geliştirmek için yapılan tıbbi ve biyolojik araştırmalarda kullanılan çeşitli biyolojik numunelerin 3B görüntülenmesinin geliştirilmesi noktasında gelecekteki çalışmalara ışık tutacağı düşünülmektedir.
Direct and inverse electromagnetic wave scatteringrelated to rough surfaces

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2020) Sefer, Ahmet ; Yapar, Ali ; 657633 ; Uydu Haberleşmesi ve Uzaktan Algılama Bilim Dalı

Electromagnetic wave scattering from one dimensional rough surface is analyzed both direct and inverse problems point of view. The surface could be a deterministic one or have a random variation which can be characterized by a stationary stochastic random distribution. In the case of direct problem, with the knowledge of the surface roughness and the medium parameters, the field distribution in the whole space is obtained in terms of surface integral representations by means of appropriate integral kernels. The problem is then reduced to an integral equation or a system of an integral equations using suitable boundary conditions. To be more precise, if the problem needs to apply a single boundary condition, then it is expressed by a single integral equation. In case of more than one boundary condition requirements such as rough surfaces forms a boundary between two penetrable media, it is expressed by a system of an integral equations. The solution of the integral equation (or the system of integral equations) for the direct problem is accomplished by a traditional numerical method called method of moments (MoM). This method base on expressing the change of the field -or its normal derivative- distribution on the surface via appropriate basis functions and thus reducing the corresponding integral equation to a matrix equation. In addition to the classical integral equation solution of the problem, a spectral domain integral equation solution based on one-dimensional Fourier transform and Taylor expansion is presented as an alternative and new approach. The accuracy, validity limits and the efficiency of this new approach are analyzed with appropriate comparisons. In the second main part of the thesis, inverse problem algorithms are presented in which the geometry of an inaccessible rough surface is tried to be determined by the scattered field data. Inverse problem algorithms are essentially based on the arrangement of the integral equations used in the solution of the direct problem such that both field -or its derivative- on the surface and the rough surface geometry is included to the equations as the unknowns. Then, this nonlinear integral system is solved iteratively. In this context, a linearization based on Newton method and containing Freechet derivatives was applied in order to determine the surface function, which is the main unknown of the inverse problem. Finally, the ill-posed system was regularized by Tikhonov and solved in the sense of least squares approach. Within the scope of the thesis study, three scenarios for both direct and inverse problems have been considered. Two of these three scenarios cover the analysis of rough surfaces with perfectly electric conducting (PEC). PEC surfaces considered in this context can be illuminated by the TE or TM polarized incident wave. Since the illumination of the surface with each polarization requires consideration of different boundary conditions for the solution, TE and TM cases were analyzed separately. Finally, the scenario where the roughness is positioned to separate the two dielectric media is analyzed. The feasibility of the algorithms has been tested through numerous simulations and the obtained results are discussed in detail.
CBS tabanlı denizel mekânsal planlama sistemi ile denizüstü rüzgâr santrallerinin değerlendirilmesi: Kuzey Ege örneği

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2021) İşiaçık Çolak, Arife Tuğsan ; Göksel, Çiğdem ; 685266 ; Uydu Haberleşmesi ve Uzaktan Algılama

İçinde bulunduğumuz yüzyıl daha önce benzerine rastlanmamış bir enerji ihtiyacını beraberinde getirmiştir. Bunun temel sebebi, hiç kuşkusuz ki sanayileşme ve endüstriyel faaliyetlerin öngörülemeyen gelişimidir. Teknolojinin hızı, süreci beslemiş, dolayısıyla kullanılan enerji kaynaklarının azalması ve tükenmesi konusu günümüzün en önemli sorunlarından biri haline gelmiştir. Gereksinim duyulan enerjinin tükenebilir değil, yenilenebilir ve sürdürülebilir olması ile enerji kaynaklarının üretilebilmesi konusu birçok disiplinin enerji konusundaki çalışmalarında önemli bir araştırma alanı olmuştur. Özellikle, temiz ve tükenmeyen enerji olan rüzgâr enerjisi pek çok çalışmanın ve uygulamanın konusudur. Rüzgâr enerjisinden yararlanma konusundaki gelişmeler ve buna bağlı olarak çalışmaların ve yatırımların dünyada ve Türkiye'de paralel olduğu görünmektedir. Türkiye'nin üç tarafının denizlerle çevrili olması, denizüstü rüzgâr santrallerinden yararlanabilme avantajını ön plana çıkartmaktadır. Türkiye denizlerinin jeopolitik önemi ve özellikle uluslararası anlamda kritik öneme sahip Ege Denizi'nin, deniz üstü rüzgâr santralleri konusundaki potansiyelinden yararlanmak için çok yönlü mekânsal analizlerin gerçekleştirilmesi önemli ve gerekli görülmektedir. Bu çalışmayla Türkiye'de, enerjide dışa bağımlılığı azaltmak ve yenilenebilir enerjiden daha fazla yararlanmak amacıyla ortalama rüzgâr potansiyeli yüksek, ancak, kısıt alanlarının da çok fazla olduğu Kuzey Ege Denizi'nde, rüzgâr enerji türbinlerinin konumlandırılacağı bölgelerin belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu bağlamda, çalışmanın birincil hedefi: Türkiye'nin Kuzey Ege deniz sahasında, potansiyel rüzgâr türbin sahalarının yer tespitinin yapılması ve uygunluk alanlarının belirlenerek, bölge için Coğrafi Bilgi Sistemleri (CBS) tabanlı bir Denizel Mekânsal Planlama Sistemi oluşturmaktır. Bu kapsamda, alternatif bölgelerin belirlenerek sıralandığı, CBS ve çok ölçütlü karar verme tekniklerinin kullanıldığı bir karar modeli uygulanmıştır. Çalışmanın ikincil hedefi ise, Kuzey Ege Denizi açık deniz türbinleri kurulumu için ideal alanların enerji verimliliğini ortaya koymak için enerji ve ekserji analizleri gerçekleştirmektir. Kuzey Ege Denizi gibi stratejik öneme sahip, uluslararası denizcilik seyir hat yoğunluğu oldukça fazla olan, çevresel hassasiyeti yüksek bir deniz alanında; denizel mekânsal planlamanın gerekliliğine göre oluşturulmuş CBS veri tabanlı bütünleşik bir uygulama ile (ÇÖKA yöntemleri ile uygun yerleri belirleme, uygun yerlerin sıralanması ve son adımda çalışma bölgelerinin enerji ve ekserji verimlilik analizi) doğruluğu ve uygunluğu yüksek açık deniz rüzgar türbinleri potansiyel alanları bu tez çalışmasının konusudur.
Hazturk İçin İstanbul’da Deprem Sonrası Yersel İvme Dağılımının Cbs Yardımıyla Modellenmesi

(Bilişim Ensititüsü, ) Ünen, Hüseyin Can ; Coşkun, M. Zeki ; Uydu Haberleşmesi Ve Uzaktan Algılama ; Satellite Communication and Remote Sensing
Sakarya Nehri Alt Havzası’nın Taşkın Riski Analizinin Uzaktan Algılama Ve Cbs İle Belirlenmesi

(Bilişim Ensititüsü, ) Özcan, Orkan ; Musaoğlu, Nebiye ; 299978 ; Uydu Haberleşmesi Ve Uzaktan Algılama ; Satellite Communication and Remote Sensing

Bu çalışmada, Sakarya il sınırlarını da içine alan Sakarya Nehri alt havzasındaki taşkın risk analizi, Uzaktan Algılama (UA) ve Coğrafi Bilgi Sistemleri (CBS) yöntemlerinden faydalanılarak gerçekleştirilmiştir. Risk analizi çalışmasında, Hidrolojik ve Hidrolik Model ile birlikte Çok Kriterli Karar Verme Analiz (MCDA) metodu kullanılmıştır. 1999 ve 2006 yıllarına ait Spot uydu görüntüleri kullanılarak havzanın arazi kullanımı ve değişimi belirlenmiştir. 18.09.2005 ve 24.10.2006 tarihlerinde alınan stereo Spot uydu görüntülerinden Sayısal Yükseklik Modeli (SYM) elde edilmiş ve MCDA metodunda girdi olarak kullanılmıştır. Topoğrafik haritalardan üretilen Sayısal Arazi Modeli (SAM), havzanın akış modeline girdi verisi olarak Hidrolojik ve Hidrolik Modelleme için kullanılmıştır. Uzaktan algılama ve coğrafi bilgi sistemleri verilerinin birlikte değerlendirilmesi ile havzanın 5, 10, 20 ve 100 yıllık dönüş aralıklı taşkın debileri hesaplanmış, kanalın geometrik modeli çıkartılmış ve elde edilen verilere göre hidrolik modelleme yapılarak taşkın risk haritaları oluşturulmuştur. MCDA metodunda, havzaya ait fiziksel parametreler kullanılarak Analitik Hiyerarşi Yöntemi (AHY) uygulanmış ve Sakarya Nehri alt havzasında taşkın riski altında olan muhtemel alanlar belirlenmiştir. Uygulanan iki yöntemin karşılaştırması yapılıp sonuçlar değerlendirilmiştir.
Konu Tabanlı Etmen Göçü İçin Güvenlik Yapısı

(Bilişim Ensititüsü, ) Karzan, Ahmet Ali ; Erdoğan, Nadia ; Uydu Haberleşmesi Ve Uzaktan Algılama ; Satellite Communication and Remote Sensing

Çoklu etmen sistemleri özellikle hareketli etmen sistemleri dağıtık hesaplama işlemleri için çok iyi bir ortam sunmaktadır. Hareketli etmenlerin göçü için yayınla/abone ol yönteminin kullanılmasıyla da haberleşen varlıklar arasında gevşek bağlılık oluşması sebebi ile sisteme yüksek derecede ölçeklendirilebilirlik ve esneklik sağlanmaktadır. Fakat, bu derecede ölçeklenebilir ve esnek dağıtık sistemlerin gerçek dünyada kullanılabilir olabilmesi için ortamın güvenliğinin sağlanması gerekmektedir. Bu çalışmada, yayınla/abone ol yöntemi ile konu tabanlı olarak göç eden etmen sistemleri için bir güvenlik mimarisi önerilmektedir. Bu mimariye göre ön plana çıkan güvenlik fonksiyonlarının, kimlik doğrulama, veri bütünlüğü kontrolü ve veri gizliliğinin sağlanmasından etmenlerin kendileri sorumludur. Ziyaret edilen konakların zararlı etmenlere karşı korunması işleminden ise konağı adına bu işi üstlenen özel bir etmen sorumludur. Bu mimari güvenlik bağlamında etmen ile etmen platformu arasında gevşek bağlılık kurarak platformlar arası hareketliliği desteklemekte ve esnek yapısı ile yeni gelişebilecek tehditlere karşı kolay adaptasyon sağlama özelliğine sahiptir.

Gözat

Çıkarma tarihi ile BE- Uydu Haberleşmesi ve Uzaktan Algılama Lisansüstü Programı'a göz atma

Sayfa başına sonuç

Sıralama Seçenekleri