Uzaktan algılamada görüntü birleştirme algoritmalarının karşılaştırılması

Abstract

1972'de ilk yeryüzü gözlem uydusu Landsat-1'in hizmet vermeye başlamasından bu yana uydu teknolojileri çok gelişmiş olmasına rağmen optik uzaktan algılamada, fiziksel ve teknolojik limitler sebebiyle, bazı uydu algılayıcıları algılanan bölgenin ve/veya bölgedeki cisimlerin özelliklerinin ön plana çıkmasını (çeşitli spektral bandlarda algılama yaparak) spektral olarak sağlarken, kimi algılayıcılar ise bu ayrışımı mekansal olarak sağlamaktadır.Görüntü birleştirme algoritmaları sayesinde, pankromatik (monokromatik) algılama yapan yüksek mekansal detaya sahip olan görüntüler ile yüksek spektral çözünürlüğe sahip multispektral (elektromanyetik görünür bölge) görüntülerin bilgilerinin birleştirilerek spektral ve mekansal çözünürlüğü yüksek görüntüler elde edilmesi konusunda çeşitli çalışmalar gerçekleştirilmiş olup farklı modeller üzerinden sonuç görüntüleri elde edilmiştir. Elde edilen görüntülerle ilgili esas alınan bu problemin iki boyutlu bir enterpolasyon problemi olarak ele alınmasının gerekliliği ve füzyon dahilinde bağımsız görüntülerde yer alan spektral veya mekansal çözünürlüğün tam anlamıyla sonuç görüntülerine aktarılamaması sorunu yer almaktadır.Yapılan çalışmalarda zaman içerisinde bu görüntülerin başarımı ile ilgili ölçütler de tanımlanmış olup ilgili çalışmada, 1980'lerden günümüze geliştirilmiş bu yapıların uzaktan algılamada görüntü birleştirme üzerine çalışan akademik grupların kabul etmiş olduğu dört ana kategoride incelenmiş olup bu kategoriler: modülasyon bazlı, bileşen değişim, çoklu çözünürlük analizi ve karma yöntemler olarak adlandırılmaktadır.Modülasyon bazlı yöntemde Brovey yöntemi incelenmiş olup, bileşen değişim yönteminde PCA, IHS, Gram-Schmidt yöntemleri ele alınmıştır. Çoklu çözünürlük analizinde frekans bölgesinde süzgeçleme ve Wavelet yöntemleri ifade edilmiş; karma yöntemlerde ise bileşen değişim yöntemleri olan IHS ve PCA ile Wavelet birlikte kullanılarak görüntü birleştirme gerçekleştirilmiştir.Detaylı olarak gösterilen bu yapıların görüntü birleştirme topluluğunun kabul etmiş olduğu kalite değerlendirme yöntemleri üzerinden karşılaştırmalı analizi yapılmış olup İstanbul Teknik Üniversitesi içerisinde kurulmuş olan Türkiye'nin ilk uydu yer istasyonu olan Uydu Haberleşmesi ve Uzaktan Algılama Uygulama Araştırma Merkezi (UHUZAM) bünyesinde algılanan SPOT 4 uydu görüntülerinin birleştirilmesi ile ilgili olarak araştırmalarda ve çalışmalarda kullanılabilecek alternatif bir model amaçlanmaktadır.