Marmara Bölgesinde su ile örtülü alanların orjinal ve yapay Landsat-4 görüntü verileri yardımı ile incelenmesi

Abstract

Birçok bilim dalları içinde geniş uygulama alanı bula bilen uzaktan algılama konusu, bilgisayarların da hızlı bir biçimde gelişmeleri ile her geçen gün daha büyük bir önem kazanmaktadır. Günümüzde uzaya fırlatılan uydulardan, özellikle yeryü zünü araştırmak amacı ile gönderilen, LANDSAT uydularından elde edilen dijital veriler, örneğin ziraat, hidroloji, erozyon, su baskınları, arazi kullanımı, şehircilik... gibi konularda öncelikle kullanılabilmektedirler. Bu çalışmada da LANDSAT dizisinin en son uydusu olan LANDSAT-4'den elde edilen dijital veriler yardımı ile Marma ra Bölgesi'nin büyük bir bölümünün su ile örtülü alanlarında inceleme yapılmıştır. Çalışmanın ilk bölümünde, uzaktan algılamanın kısa bir tanımı verildikten sonra çalışmanın genel amacının, Marmara Bölgesi'nin su ile örtülü alanlarının kıyı bölgelerindeki doğal özelliklerin, orijinal ve yapay LANDSAT-4 görüntü ve rilerinden yararlanılarak ve Euklid uzaklığı kriter olarak alınarak kontrolsuz sınıflandırma yöntemi ile saptanması ol duğu belirtilmiştir. Daha sonra elektromanyetik tayf ve model belirleme ko nuları ile kısaca kontrollü ve kontrolsuz sınıflandırma yöntemleri açıklanmıştır. v - Veriler LANDSAT'den alındığından, önce LANDSAT progra mı, amacı ve özellikleri, bunların, verileri uzaydan ne bi çimde algıladıkları, sahip oldukları algılayıcılar (MSS, RBV, TM) ve algılayıcı arızaları açıklanmaya çalışılmış ve daha sonra görüntülerin ne biçimde dijital olarak bilgisa yarlarla işlenebilecekleri ve yapay renkli görüntülerin ne biçimde elde edilebileceği üzerinde durulmuştur. Ayrıca LANDSAT görüntü indis leme sistemi, görüntü elemanlarının n - boyutlu uzayda nasıl deyimlenebilecekleri dijital olarak ha zırlanmış histogramlarla açıklanmaya çalışılmış ve dijital kontrast varyasyonu ile radyometrik çözülürlük arasındaki bağıntı da İstanbul Boğazı 'nda verilen bir örnekle gösteril meye çalışılmıştır. Marmara Denizi çevresindeki kontrolsuz sınıflandırma uygulamasına geçmeden önce spektral özelliklerin bu bölgedeki dağılımı histogramlarla incelenmiş ve yorumlamada çok yararlı olan kontrast, dijital olarak kontrol altına alınmış ve böy lece herhangi bir bölgede istenen kontrastın ekranda görüle bilmesi sağlanmıştır. Uygulanan kontrolsuz sınıflandırma yönteminde, görüntü elemanları arasındaki uzaklığın hesabı için Euklid uzaklığı baz olarak alınmıştır. Euklid uzaklığının hesabı ve tüm kon trolsuz sınıflandırma yöntemi için bir FORTRAN IV programı hazırlanmış ve bu program tüm çalışmanın temelini oluştur muştur. Diğer yandan orijinal veriler çeşitli matematiksel bağıntılarla manipule edilerek Ulubat Gölü ve çevresinin 3 ayrı kanaldaki 'orantı görüntüsü' elde edilmiş ve bu görün tünün de sınıflandırılmasına çalışılmıştır. Program içerisinde seçilen parametreler arasındaki fonk siyonel bağıntı ve bu parametrelerin seçiminin icra süresine (CPU-t) olan etkisi ayrıca çeşitli bölgelerde incelenmeye çalı şılmıştır. Kontrolsuz sınıflandırma uygulamasının yapıldığı bölge ler, Ulubat Gölü (Apolyont Gölü), İznik Gölü ve Kuşgölü ile - vı - Erdek Körfezi, B. Çekmece, K. Çekmece ve Ömerli Baraj Gölü'- dür. Bu bölgelerdeki doğal özellikler tamamen dijital yön temlerle ortaya konulmaya çalışılmış, elde edilen sonuçlar, arazi çalışması sonuçları ile karşılaştırılarak parametrele rin seçimine incelik getirilmiştir. Bu çalışma için gerekli bantlar İtalya1 da Telespazio'- dan getirtilmiş, çekilen siyah beyaz filmlerin banyoları ve küçültme işlemleri ise Karlsruhe Üniversitesi Fotogrametri ve Topografya Enstitüsü (IPT) ile İTÜ İnşaat Fakültesi Foto grametri Anabil im Dalı Fotoğraf Labor at uvar lar mda hazırlan mıştır. Renkli filmler ise özel olarak banyo ettirilmiştir.

Fernerkundung, die fiir mehrere Wissens chaf ten als Mittel benutzt wird, findet heute, besonders auch auf Grund der schnellen Entwicklung der EDV ein breites Anwendungs gebiet. Die digitalen Daten, die von den Satelliten, besonders von den LANDSAT's auf genommen werden, finden vorwiegend in der Landwir t schaf t, der Hydrologie, der Erosion, der Über schwemmung, der Landnutzung und dem S iedlungswesen Verwendung. In dieser Arbeit wird eine Untersuchung in den - vııı - mit Wasser bedeckten Flâchen eines grossen Teils des Marmara Gebiets anhand der digitalen Daten von dem letzten Erderkundungs satel 1 iten LANDSAT-4 vor- genommen. Im ersten Teil dieser Arbeit ist eine kurze Darstellung der Fernerkundung gegeben und danach wird angedeutet, dass das generelle Ziel dieser Arbeit, die Festlegung der natürlichen Eigenschaf ten im Küs tenbereich der mit Wasser bedeckten Flâchen vom Marmara Gebiet ist. Dafiir werden nicht nur die Originaldaten, sondern auch die Ratiodaten angewandt, die durch Manipulieren der Originaldaten erhalten sind. Als Kriterium fiir das angewandte uniiberwachte Klas s i f i z i erungs sy s tem wird die Euklidsche Distanz benutzt. Danach wird das elektromagne t i s che Spektrum und die Mus t ererkennung kurz erlautert. Da all die benutzten Daten von LANDSAT auf- genommen sind, wird erst versucht, LANDSAT-Prog- ramm, Ziel und Ei gens chaf t en dieses Programms, Auf- nahme der Daten und seine Sensoren (MSS, RBV, TM) darzus t el len. Die Det ektor f ehler der Satelliten werden untersucht ; und damit diese Fehler keine negativen Einflüsse auf die Klassifizierungsergeb- ~ IX nisse und die Interpretation haberi, werden diese Fehler durch digitalen Methoden beseitigt. Danach wird erklârt, wie die Daten mit Hilfe der Gross- rechenanlagen verarbeitet werden können, und wie dadurch die digitalen Farbbilder entstehen. Die verschiedenen Bi ldverarbei t ungs sys teme DIDAK am IPT an der Universitât Karlsruhe, DIBIAS bei der DFVLR in Oberpf af f enhof en, IBIS am Geographis chen Institut der Universitât Zürich und GIP an der Universitât Ege werden kurz erklârt. Ausserdem wird die n-dimens ionale Darstellung der Bildele- mente (Pixel) mit Hilfe der digital vorber eit et en Histogramme vorgestellt, und die Beziehung zwischen der digitalen Kont ras t ânderung und dem radiomet- rischen Auf lösungsvermögen anhand eines Beispiels an der Bosphorus-Briicke angegeben. Vor der Darstellung der Anwendung der uniiber- wachten Klas s if iz ierung in der Umgebung vom Marma- rameer wird zunachst die Verteilung der spektralen Merkmale dieses Gebiets mit Hilfe der digitalen Histogramme untersucht, und der Farbkont ras t, der für die Interpretation wichtig ist, wird digital so gesteuert, dass der gewiinschte Kontrast für ein beliebig gewahltes Gebiet auf dem Monitor sichtbar wird. - x - Als Abstand zwischen den Bildelement en bei der angewandten uniiberwacht en Klas s if izierung wird die Euklidische Distanz genommen. Die Formel für die Euklidische Distanz lautet: n 2 2 E = ( E (X.-Y.)Z)Z. _ ı ı ı = l wobei n = Anzahl der Kanâle, X x x, X n und n die Bi ldel emente, und E die Euklidische Distanz zwischen zwei Bi ldelementen X und Y ist. Für die Berechnung der Euklidischen Distanz bei der Anwen- dung der Methode der uniiberwacht en Klas s if iz ierung wird ein FORTRAN-IV Programın geschrieben, und dieses Programm ist der Aus gangspunkt dieser Arbeit. Ausserdem werden die Or iginaldat en mit Hilfe der mat hemat is chen Beziehungen manipuliert, und als Beispiel dient dazu das Ratiobild vom Ulubat-See und seiner Umgebung mit 3 Kanâlen. Auch - xı - dieses Bild wird dann uniiberwacht klas s if i zier t, um die Ergebnisse der beiden Klas s i f iz ierungetı mit Ori ginal-und Ratiodaten zu vergleichen. Die funktionalen Beziehungen zwischen den Parametern, und die Wirkung dieser Parameter auf die CPU-Zeit werden in ver schiedenen Gebieten digital untersucht. Das für die Anwendung der Klas s if iz ierung gewahlte Gebiet ist: Ulubat See (Apolyont See), Iznik See, Kuşgölü (Manyas See), der Golf von Er dek, B. Çekmece-, K. Çekmece-, Ömerli See und andere kleinen Seen und Flüsse im Marmara Gebiet. Die natiirlichen Unterschiede dieser Gebiete wurden mit Hilfe der digitalen Methoden untersucht, und durch einen Vergleich dieser und der auf dem Land erhaltenen Ergebnisse wurde eine Prâzision für die Wahl der Parameter erreicht. Die Bander für diese Arbeit werden von Teles- pazio, Italien, erhalten.