Uydu Görüntülerinden 3. Boyut Bilgisinin Çıkarılması

Abstract

Bu projenin amacı, birbirleri arasındaki tutarsızlığı yüksek iki uydu radar görüntüsünden elde edilen interferogram ile sayısal yükselti bilgisinin elde edilmesidir. Son adımda kıyaslamalı bir faz - yükselti dönüşümü deneyi gerçekleştirildi. Ön araştırmalar göstermiştir ki; bu amaçla işlenecek uydu görüntülerinin dört temel adımdan geçmesi gerekmektedir. Bunlar, sırasıyla; uydu görüntülerinin radyometrik ve geometrik düzeltmeleri, düzeltilen görüntülerden interferogram sentezi, iki boyutlu faz katlılığının giderilmesi ve son adım olarak faz ? yükselti dönüşümünün yapılmasıdır. Bu projenin en temel ve kritik ihtiyacı, her ikisi de farklı faz bilgisi taşıyan uygun iki uydu SAR görüntüsü bulmak olarak tespit edilmiştir. Proje amacı için böyle bir veri çifti bulunduktan sonra verinin kendisi ve özellikler dökümanı sayesinde proje yazılımı oluşturulmuştur. Sayısal yükselti verisi çıkarımı adımlarını gerçekleştiren bu yazılım birbirleriyle oldukça tutarsız veri çifti üzerinde denenmiştir. Projedeki görüntü işleme adımları arasında olan iki boyutlu faz katlılığının giderilmesi, en sınırlayıcı ve zor adım olarak gözlemlenmiştir. İki boyutlu faz katlılığının giderilmesi adımı kaynak zorlayan karmaşık algoritmalar istediğinden bu alanda literatürde oldukça fazla çalışma tespit edilmiştir. Bu adım için en güvenilir, uygulaması kolay ve hızlı yöntemlerden biri, bu proje için seçilmiştir. Son adım olan faz ? yükselti dönüşümünün üç farklı yönteminin uygulaması kıyaslamalı deney olarak yapılmıştır. Ön araştırmalar, bilimsel literatürde interferometriden sayısal yükselti verisi elde etmek için bulunan bu faz ? yükselti dönüşümü yöntemleri arasında kıyaslamalı çalışmanın yeterli miktarda yapılmamış olduğunu göstermiştir. Proje bu nedenle akademik çalışma için uygun ve gerekli görülmüştür.

The aim of this project is to create digital elevation data from an interferogram created via satellite radar imagery which are incoherent amongst each other. A comparative experiment is done at the last step of this process as phase-to-height conversion techniques. The pre-research has shown that in order to process the satellite imagery for this purpose, four basic steps are needed to be carried out. These are, in order; radiometric and geometrical correction of satellite images, synthesis of interferogram form these corrected images, two dimensional phase unwrapping, and as the last step, phase-to-height conversion. Acquiring two separate SAR images each carrying different phase data seems to be the most basic and crucial requirement for this project. After a set of data was acquired for this purpose, a software has been developed with the help of data and its specifications documentation. Digital elevation data creation steps implemented in this software have been run on highly incoherent data pair. Two dimensional phase unwrapping is observed as the most limiting and hardest step of this image processing. Because two dimensional phase unwrapping methods can be done with resource demanding complex algorithms, there are lots of experiments and research with these methods in the literature. One of the most robust, easy to implement, and fastest algorithms has been chosen for this particular processing step. The last step, which is about phase-to-height conversion from unwrapped phase data, is performed with three different methods as a comparative experiment. The pre-research has shown that there are very few comparative research in the literature about these phase-to-height conversion methods for acquiring digital elevation modeling from interferometry. Because of this fact, this project is deemed to be suitable and necessary as an academical study.