Hacim Hesabı

Bu uygulama, Afyon Kocatepe Üniversitesi ANS YerleĢkesinde yapılmıĢtır. Uygulama alanımızın yaklaĢık boyutları 15m x 4m x 2m (U x G x Y)’ dir (ġekil 4.25).

ġekil 4.25: Afyon Kocatepe Üniversitesi, Ahmet Necdet Sezer YerleĢkesi hacim hesabı uygulama alanı genel görünümü

Bu uygulamanın iĢ akıĢı; çalıĢma öncesi hazırlık, arazi çalıĢması ve ofis çalıĢmasından oluĢmuĢtur.

4.2.1. ÇalıĢma öncesi hazırlık

Uygulamada kullanılan ĠHA (ġekil Ek-1.1) , dijital kamera (ġekil Ek-1.2), görüntü aktarım sistemi (ġekil Ek-1.3), total station (ġekil Ek-1.4) ve ĠHA’dan elde edilen fotoğrafların değerlendirilmesinde kullanılan yer kontrol levhaları (ġekil 4.26) temin edilmiĢtir.

ġekil 4.26: Havadan çekilen fotoğraflarda kullanılan yer kontrol noktasının yakından görünümü

4.2.2. Arazi çalıĢması

Öncelikle yer kontrol noktalarımız uygulama alanına homojen olarak tesis edilmiĢtir (ġekil 4.27). Bu uygulamamız için 8 adet yer kontrol noktası tesis edilmiĢtir. Yer kontrol noktalarının tesisi yapılırken, noktaların birbirlerini görecek ve çalıĢma alanını tamamen kaplayacak Ģekilde dağıtılmasına özen gösterilmiĢtir.

ġekil 4.27: Havadan çekilen fotoğraflarda kullanılan yer kontrol noktaları

Yer kontrol noktalarının koordinatlandırma iĢlemi Topcon GPT 3007 reflektörsüz total station ile yapılmıĢtır. Uygulama Alanı çevresine kapalı poligon geçkisi tesis edilerek yer kontrol noktalarının koordinatları hesaplanmıĢtır. Bunun yanı sıra klasik yöntem ile hacim hesabı yapabilmek için yaklaĢık 40cm aralıklarla araziden 495 adet detay noktası ölçülmüĢtür. Kullanılan yer kontrol ve detay noktalarının koordinatları lokal sistemde değerlendirilmiĢtir.

Bu iĢlemlerden sonra havadan fotoğraf çekme aĢamasına geçilmiĢtir (ġekil 4.28- 30). Fotoğraf çekme iĢlemi DJI Phantom ĠHA sistemine entegre edilmiĢ Canon A810 dijital kamerası ile yapılmıĢtır (ġekil Ek-2.3). Çekilen fotoğrafları istenilen alanı kapsaması için FatShark görüntü aktarım sistemi kullanılmıĢtır (ġekil Ek-1.3).

ĠHA’da bulunan telemetri sistemi sayesinde görüntü aktarım sisteminin ekranında uçuĢ yüksekliği, yatay ve düĢey hız gibi bilgiler okunmuĢ ve ĠHA’nın GPS modu sayesinde ortalama 20m yükseklikten fotoğraf çekimi gerçekleĢtirilmiĢtir.

Uygulamada ĠHA’da bulunan kameradan 70 adet fotoğraf çekilmiĢ ve bu fotoğraflardan 17 tanesi fotogrametrik değerlendirme iĢleminde kullanılmıĢtır.

ġekil 4.29: Havadan fotoğraf çekimi için ĠHA’nın kullanılması

Bu iĢlemler tamamlandıktan sonra elde edilen veriler yardımıyla ofis çalıĢmasına geçilmiĢtir.

4.2.3. Ofis çalıĢması

Bu kısımda öncelikle total station cihazı ile araziden elde edilen yer kontrol noktalarının koordinatları Netcad yazılımında görüntülenmiĢtir (ġekil 4.31).

ġekil 4.31: Netcad yazılımında yer kontrol noktalarının genel görünümü

Yer kontrol noktalarının koordinatları, PM yazılımının desteklediği formatta düzenlenmiĢtir ve “.txt” olarak kayıt edilmiĢtir (ġekil 4.32-33).

ġekil 4.33: Koordinatların “.txt” formatında PM yazılımına uygun hale getirilmiĢ Ģekli

Daha sonra ĠHA ile çekilmiĢ fotoğraflardan değerlendirmede kullanılacak olanları PM yazılımına aktarılmıĢ ve kullanılan kameranın iç yöneltme parametreleri yani kamera kalibrasyon değerleri giriĢi yapılmıĢtır (ġekil 4.34-35).

ġekil 4.35: ĠHA’da kullanılan kameranın kalibrasyon değerlerinin PM yazılımına tanıtılması Fotoğraflar aktarıldıktan sonra PM yazılımında “Smart Points Project” modülü yardımıyla fotoğrafların birbiri ile otomatik olarak yöneltilmesi ve dengelemesi yapılmıĢtır. Bu iĢlem sonucunda ĠHA’dan elde edilen, uygulama alanına ait 17 adet fotoğraf dengelenmiĢtir (ġekil 4.36-38).

ġekil 4.37: ĠHA ile çekilen fotoğrafların PM yazılımında otomatik yöneltilmiĢ ve dengelenmiĢ hali

Bu iĢlemlerden sonra, PM yazılımında farklı fotoğraflar üzerinde bulanan yer kontrol noktaları, nokta atmak suretiyle eĢlenir (ġekil 4.39).

ġekil 4.39: PM yazılımında farklı fotoğraflardan yer kontrol noktalarının eĢlenmesi Daha sonra nokta atmak suretiyle eĢlenen noktalar, yer kontrol noktalarının koordinatları PM yazılımına aktarılarak koordinatlandırılmıĢtır (ġekil 4.40-42).

ġekil 4.41: Kontrol nokta koordinatlarının PM yazılımına aktarılmıĢ hali

ġekil 4.42: PM yazılımında nokta atmak suretiyle eĢlenen noktaların, yer kontrol noktaları ile koordinatlandırılması

Bu ĠĢlemler tamamlandıktan sonra PM yazılımında dengeleme raporu kontrol edilmiĢtir (ġekil 4.43). Dengelemenin baĢarılı olduğu, yöneltme iĢleminin yapıldığı ve ortalama iĢaretleme hassasiyetinin 0.610 piksel olduğu anlaĢılmıĢtır. Bu değerler sonucunda nokta bulutu ve SAM üretimine geçilmiĢtir.

ġekil 4.43: PM yazılımında dengeleme raporu

Ġlk olarak PM yazılımında fotoğraflardan nokta bulutu üretilmiĢ ve üretilen nokta bulutu üzerinde bulunan uyuĢumsuz noktalar temizlenmiĢtir (ġekil 4.44-45).

Elde edilen nokta bulutuna dengelenmiĢ olan fotoğraflardan doku kaplaması yapılmıĢ ve nokta bulutu renklendirilmiĢtir (ġekil 4.46-48).

Nokta ĠĢaretleme Hassasiyeti

ġekil 4.44: PM yazılımında nokta bulutunun temizlenme aĢaması

ġekil 4.46: PM yazılımında doku kaplanmıĢ nokta bulutunun plan görünümü

ġekil 4.48: Çizim aĢamasında fotoğraf çekim noktaların görüntülenmesi

Hacmi hesaplanacak alan yer kontrol noktalarının birbiri ile bağlanmasıyla seçilmiĢtir. Bu alanın dıĢındaki üretilmiĢ olan tüm noktalar temizlenmiĢtir (ġekil 4.49- 50).

ġekil 4.50: Hacmi hesaplanacak alanın temizlenmiĢ hali

Bu iĢlemlerden sonra hacmi hesaplanacak alan üzerinde bulunan nokta bulutundan üçgen model elde edilmiĢ ve bu modelden katı model ve SAM’ de üretilmiĢtir (ġekil 4.51-53). Üçgen model üzerinden her 20cm’ de bir eĢ yükseklik eğrisi geçirilmiĢ ve yükseklik haritası üretilmiĢtir (ġekil 4.54-55).

ġekil 4.52: Katı model

ġekil 4.54: Üçgen model üzerinden oluĢturulan eĢ yükseklik eğrileri

Bu iĢlemlerden sonra elde edilen veriler ile PM yazılımında oluĢturulan SAM üzerinden hacim hesabı yapılmıĢtır. Bu hesap için kotu 100m olan bir XY koordinat düzlemi baz alınmıĢtır (ġekil 4.56).

ġekil 4.56: PM yazılımındaki hacim hesabı sonucu

ĠHA ile fotogrametrik teknikler kullanılarak yapılan hacim hesabından sonra Netcad yazılımından klasik yöntemle hacim hesabı yapılmıĢtır. Bu hesap için arazide ölçülen 495 adet detay noktası kullanılmıĢ ve taban kotu 100m olarak tanımlanmıĢtır (ġekil 4.57-59).

KarĢılaĢtırmanın daha sağlıklı yapılabilmesi için ĠHA ile fotogrametrik teknikler kullanılarak yapılan hacim hesabında kullanılan kontrol noktaları, klasik yöntemle yapılan hacim hesabında da kullanılmıĢtır.

Bu sayede klasik yöntemle hacmi hesaplanacak sınır ile ĠHA ile fotogrametrik teknikler kullanılarak hacmi hesaplanacak sınır arasında oluĢabilecek farklılık engellenmiĢtir.

KAZI HACMĠ DOLGU HACMĠ

ġekil 4.57: Netcad yazılımında detay noktalarının görüntülenmesi

ġekil 4.58: Netcad yazılımında oluĢturulan üçgen model

Bu iĢlemlerden sonra Netcad yazılımında oluĢturulan üçgen model üzerinden her 20cm’ de bir eĢ yükseklik eğrisi geçirilerek hacim hesabı yapılmıĢtır (ġekil 4.60).

ġekil 4.60: Netcad yazılımındaki hacim hesabı sonucu

4.2.4. KarĢılaĢtırma

Klasik yöntem ve ĠHA ile fotogrametrik teknikler kullanılarak üretilen eĢ yükseklik eğrileri (ġekil 4.61-62), minimum ve maksimum kotlar ve hacim hesap değerleri karĢılaĢtırılmıĢtır (Çizelge 4.6).

Bu değerlerin karĢılaĢtırmasında klasik yöntem ile bulunan hacim hesabı kesin değer olarak kabul edilmiĢtir.

KAZI HACMĠ DOLGU HACMĠ

ġekil 4.61: Netcad yazılımında klasik yöntemle üretilen eĢ yükseklik eğrileri

Çizelge 4.6: ĠHA ile fotogrametrik teknikler kullanılarak yapılan hacim hesabının hassasiyet araĢtırması sonuçları DEĞERLER PARAMETRELER KLASĠK ĠHA FOTOGRAMETRĠSĠ FARKLAR DOĞRULUK ORANI (%) KAZI HACMĠ (m3 ) 41.806 41.634 0.172 99.59 DOLGU HACMĠ (m3 ) 0.001 0.003 -0.002 --- KIYAS KOTU (m) 100 100 --- --- ÜÇGEN MODELDEKĠ Hmin (m) 99.95 99.90 0.05 99.95 ÜÇGEN MODELDEKĠ Hmax (m) 101.94 101.90 0.04 99.96

Bu veriler ıĢığında ĠHA ile fotogrametrik teknikler kullanılarak yapılan hacim hesabı, klasik yöntemlerle yapılan hacim hesabına göre 0.172 m3_{’ lük farkla} hesaplanmıĢtır (Çizelge 4.6).

4.2.5. Bulgular

Hassasiyet araĢtırmasına göre ĠHA ile fotogrametrik teknikler kullanılarak yapılan hacim hesabı, klasik yöntemle yapılan hacim hesabına %99.59 oranında yakın bir sonuçla bulunmuĢ ve yeterli hassasiyetini sağladığı görülmüĢtür. Bunun yanı sıra maliyet ve zaman kavramları açısından sağladığı avantajlar düĢünüldüğünde klasik yöntemle hacim hesabı ilerleyen zamanlarda yerini ĠHA ile fotogrametrik tekniklere bırakacağı görünen bir gerçektir.

Bu sonuçların yanı sıra ĠHA ile fotogrametrik teknikler kullanılarak sadece hacim hesabı değil SAM’ nin de elde edildiği göz ardı edilmemelidir. Bu sayede veriler gerçeğe daha yakın ve hassas bir Ģekilde kullanılmıĢ olacaktır.

PM yazılımında üretilen SAM, yazılımdan farklı formatlarda çıktı alınarak diğer yazılımlarda da kullanılabilir.