Tablo 7.2: Uygulamanın ikinci a amasında, model ölçe ine göre elde edilen en iyi kapsama alanları (birinci problem).
Model ölçe i Elde edilen en iyi kapsama alanı (km2) 32:1 9913.9 16:1 11154.2 8:1 11550.8 4:1 11810.1 2:1 11808.1 1:1 11884.3
Tablo 7.3 ve ekil 7.5'te uygulamanın iki a aması sonucunda bulunan en iyi kapsama alanını sa layan algılayıcı konumları gösterilmi tir. ekilde algılayıcı konumları + ile, algılayıcılar tarafından kapsanan alan gri renkle i aretlenmi tir.
Tablo 7.3: Uygulamanın iki a aması sonucunda bulunan en iyi kapsama alanını sa layan algılayıcı konumları (birinci problem).
Algılayıcı numarası Enlem (° Kuzey) Boylam (° Do u) 1 40.5525 28.8675 2 41.0225 28.4867 3 41.5992 28.1275 4 41.1425 29.7533 5 41.2292 28.9558
ekil 7.5: Uygulamanın iki a aması sonucunda bulunan en iyi kapsama alanını sa layan algılayıcı konumları (birinci problem). 42°K 40°K 28°D 30°D 1 2 3 5 4
7.3.2. Kara sınırı güvenli i için kızıl ötesi algılayıcı konumlandırılması problemi
Geli tirilen uygulama ikinci örnek problemde, Türkiye'nin Irak sınırına kızıl ötesi frekansta çalı an algılayıcılardan, kapsanan alanı en çoklayacak ekilde 15 adet yerle tirilmesi için kullanılmı tır.
Konumlandırılan kızıl ötesi algılayıcıların, insan boyundaki nesneler için tespit menzilleri 15 kilometre ve konumlandırıldıkları noktadan yükseklikleri 5 metre olarak alınmı tır. Türkiye-Irak sınırının Türkiye tarafında kalan 10 kilometre geni li indeki sınır eridi, algılayıcıların konumlandırılacakları bölge olarak tanımlanmı tır.
Uygulamanın birinci a amasının süre kısıtı 15 dakika olarak alınmı tır. Uygulamanın algılayıcıları konumlandırması, Tablo 5.2'de özellikleri belirtilen donanım üzerinde yakla ık 23 dakika kadar sürmü tür.
Tablo 7.4'te uygulamanın birinci a aması olan genetik algoritmanın buldu u çözümler ve kapsanan alanlar gösterilmi tir.
ekil 7.6'da uygulamanın birinci a amasının çalı tırılması esnasında, nesile ba lı olarak kapsanan alandaki geli imin grafi i gösterilmi tir.
Uygulamanın ikinci a amasının çalı tırılması esnasında, model ölçe ine göre elde edilen en iyi kapsama alanları Tablo 7.5'te gösterilmi tir. Model ölçe inin iki kat arttırılması durumunda algılayıcıların kapsama alanı yeni model üzerinde yeniden hesaplandı ından, yeni kapsama alanı dü ük ölçekteki kapsama alanından daha dü ük çıkabilmektedir.
Tablo 7.4: Uygulamanın birinci a aması olan genetik algoritmanın ikinci probleme ait çözümleri.
Nesil Kapsanan
alan (km2) Kapsanan alan
4 2989.1 5 3047.1 6 3153.5 279 3190.3 6113 3232.0 6962 3284.1 20481 3286.1
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 1 10 100 1000 10000 100000 Nesil E ld e e d il e n e n i y i k a p sa m a a la n ı . ( 1 0 0 0 k il o m e tr e k a re ) .
ekil 7.6: Uygulamanın birinci a amasında nesile ba lı olarak kapsanan alandaki geli im (ikinci problem).
Tablo 7.5: Uygulamanın ikinci a amasında, model ölçe ine göre elde edilen en iyi kapsama alanları (ikinci problem).
Model ölçe i Elde edilen en iyi kapsama alanı (km2) 16:1 5081.3 8:1 4416.3 4:1 3779.9 2:1 3279.1 1:1 2940.9
Tablo 7.6 ve ekil 7.7'de uygulamanın iki a aması sonucunda bulunan en iyi kapsama alanını sa layan algılayıcı konumları gösterilmi tir. ekilde algılayıcı konumları + ile, algılayıcılar tarafından kapsanan alan gri renkle i aretlenmi tir.
Tablo 7.6: Uygulamanın iki a aması sonucunda bulunan en iyi kapsama alanını sa layan algılayıcı konumları (ikinci problem).
Algılayıcı numarası Enlem (° Kuzey) Boylam (° Do u) 1 37.2708 43.4558 2 37.2317 42.6150 3 37.0333 44.3117 4 37.1333 42.3783 5 37.1967 44.5583 6 37.2975 44.8067 7 37.3533 44.1050 8 37.3150 42.9567 9 37.2267 43.8867 10 37.2067 44.2933 11 37.2817 42.2950 12 37.4000 42.7267 13 37.4592 44.5875 14 37.3275 43.6242 15 37.3933 43.2375
ekil 7.7: Uygulamanın iki a aması sonucunda bulunan en iyi kapsama alanını sa layan algılayıcı konumları (ikinci problem). 38°K 36°K 42°D 11 4 2 12 8 15 1 14 9 7 10 3 5 13 6 45°D
8. SONUÇ VE ÖNER LER
Bu tez çalı masında, konumlandırılmı algılayıcı dizilerinin kapsama alanının yüksek performanslı olarak hesaplanması ve kapsama alanı en çoklanması amaçlı algılayıcı konumlandırılması ve uygulaması anlatılmı tır.
Tez kapsamında sayısal yükseklik modelleri hakkında bilgi verilmi , genel kullanıma sunulan küresel D.E.M.'ler ve özellikleri anlatılmı tır.
Hücresel yapıdaki bir D.E.M. üzerinde konumlandırılan bir algılayıcı dizisinin model üzerinde kapsadı ı alanın ve bu alanın ölçüsünün bulunabilmesi kapsamında;
• Tamsayı aritmeti ine dayanan hızlı çizim algoritmalarından do ru parçası ve elips çizim algoritması ve bu algoritmalarda kullanılan formüllerin türetilmesi anlatılmı ,
• Elektromanyetik dalgaların yayılım mekanizmaları hakkında bilgi verilmi ,
• L.O.S. yayılım, kapsama alanının hızlı hesaplanabilece i ekilde modellenmi ,
• Algılayıcı dizisi kapsama alanının bulunabilmesi için anlatılan hızlı çizim algoritmalarını kullanan, Dünya'nın e iminin ve Fresnel elipsoidinin hesaba katıldı ı bir uygulama geli tirilmi ,
• Geli tirilen uygulamanın belirli bir donanım üzerindeki performans verileri sunulmu tur.
Verilen D.E.M. ve algılayıcı dizisi parametrelerine göre kapsanan alanı hesaplayan uygulamayı kullanan ve algılayıcıların kapsama alanını en çoklayacak ekilde konumlandırılmasını sa layan uygulamanın hazırlanması kapsamında;
• Problemde kullanılacak en iyileme algoritmasının sahip olması gerekli özellikler ortaya konmu ,
• Problemin çözümü için iki a amalı bir en iyileme yönteminin uygulanmasına karar verilmi ,
• En iyilemenin birinci a aması için seçilen genetik algoritmanın özellikleri ve kavramları anlatılmı ,
• En iyilemenin ikinci a aması için, kullanılan D.E.M.'in çözünürlü ünün kademeli olarak arttırılmasına yönelik bir yöntem geli tirilmi ,
• Birinci ve ikinci a ama en iyileme yöntemleri birle tirilerek verilen D.E.M. ve algılayıcı parametrelerine göre kapsama alanını en iyileyen uygulama geli tirilmi ,
• Geli tirilen uygulama örnek iki problemin çözümünde kullanılarak elde edilen en iyi çözüm ve bu çözüme ula ırken elde edilen veriler sunulmu tur.
Geli tirilen uygulamanın mevcut haliyle,
• Belirlenen sayıdaki sahil gözetleme radarının kara üzerine en uygun ekilde konumlandırılması,
• Sınır güvenli i için kızıl ötesi kameraların belirlenmi bölgeler içerisinde en uygun ekilde konumlandırılması,
• Mobil ileti im amacıyla baz istasyonlarının en uygun ekilde konumlandırılması gibi birçok alanda kullanılabilece i de erlendirilmektedir.
htiyaç duyuldu u takdirde kaynak kod üzerinde yapılacak geli tirmelerle uygulamanın,
• Belirli bir sayıdaki algılayıcının konumunun sabit olması durumunda di er algılayıcıların en uygun konumlarının bulunması,
• Kapsanan alan sınırı getirilerek bu kapsama alanını sa layacak en az algılayıcı sayısının bulunması,
• Algılayıcıların kapsadıkları alanın önem derecelerinin belirlenerek konumlandırma i leminin buna göre yapılması,
• Algılayıcıların bulundukları konumların maliyetinin belirlenerek konumlandırma i leminin buna göre yapılması,
• Model üzerindeki kapsanan her bir hücrenin, bu hücreyi kapsayan algılayıcıdan uzaklı ının da hesaba katılmasıyla konumlandırma i leminin gerçekle tirilmesi,
• Algılayıcıların sadece belirli bir açısal geni likte algılama yapabilmeleri kısıtıyla konumlandırılmaları
gibi farklı özellikteki birçok problemin çözümünde de kullanılabilece i de erlendirilmektedir.
KAYNAKLAR
Agathos A., Theoharis T., Boehm A., "Efficient Integer Algorithms for the Generation of Conic Sections", Comput. & Graphics, Vol. 22, No. 5, pp. 621-628, (1998).
Baker, J. E., "Adaptive selection methods for genetic algorithms", First International Conference on Genetic Algorithms and Their Applications, Erlbaum, (1985).
Baltsavias, E. P., Stallmann, D., "SPOT Stereo Matching for Digital Terrain Model Generation". In Proc. 2nd Swiss Symposium "Pattern Recognition and Computer Vision", pp. 61 - 72, (1993).
Bamler, R., "The SRTM Mission: A World-Wide 30 m Resolution DEM from SAR Interferometry in 11 Days", In Photogrammetric Week 99, Wichmann Verlag Heidelberg: 145-154, (1999).
Barclay, L. W., "Propagation of Radiowaves", The Institution of Engineering and Technology, (2003).
Bresenham, J. E., "Algorithm for Computer Control of a Digital Plotter", IBM Systems Journal Vol.4 No.1, (1965).
Bresenham, J. E., "A Linear Algorithm for Incremental Digital Display of Circular Arcs", Communications of the ACM Vol.20 No.2, (1977).
D.O.D, "Department of Defense World Geodetic System 1984", National Imagery and Mappings Agency, (1984).
E.R.O.S., "Global 30 Arc-Second Elevation Data Set GTOPO30", Land Process Distributed Active Archive Center, http://edcdaac.usgs.gov/gtopo30/gtopo30.asp, (Ziyaret tarihi 03 Kasım 2007).
Fowler, R. J., Little, J.J., "Automatic Extraction of Irregular Network Digital Terrain Models", Computer Graphics, 13(2):199-207, (1979).
Fritsch, D., Spiller, R., "Status of the SRTM Data Processing: When Will the World- Wide 30m DTM Data Be Available?", In Photogrammetric Week '01, Heidelberg, (2001).
Goldberg, D. E., "Optimal Initial Population Size for Binary-Coded Genetic Algorithms" TCGA Report 85001, University of Alabama, Tuscaloosa, (1985). Goldberg, D. E., "Genetic Algorithms in Search, Optimization, and Machine Learning", Addison-Wesley, (1989).
Goldberg, D. E., Deb K., Clark, J. H., "Genetic Algorithms, Noise, and the Sizing of Populations", Complex Systems, 6, 333-362, (1992).
G.S.A, "Federal Standard 1037C, Telecommunications: Glossary of Telecommunication Terms", United States General Services Administration, (1996).
Haupt R. L., Haupt S. E, "Practical Genetic Algorithms", John Wiley & Sons Inc., (2004).
Holland, J. H., "Adaptation in Natural and Artificial Systems", University of Michigan Press, (1975).
J.P.L., "Shuttle Radar Topograpy Mission", http://www2.jpl.nasa.gov/srtm, (Ziyaret tarihi 01 Kasım 2007).
Mitchell, M., "An Introduction to Genetic Algorithms", Massachusetts Institute of Technology Press, (1999).
Nocedal, J., Wright, S. J., "Numerical Optimization", Springer, (1999).
Reeves, C. R., "Modern Heuristic Techniques for Combinatorial Problems", McGraw-Hill, (1995).
Reeves C. R., Rowe J. E., "Genetic Algorithms-Principles and Perspectives", Kluwer Academic Publishers, (2002).
Rothlauf F., "Representations for Genetic and Evolutionary Algorithms", Springer, (2006).
Snoeyink, J., Kreveld, M. van, "Linear-Time Reconstruction of Delaunay Triangulations with Applications," in Proc. European Symposium on Algorithms '97, (1997).
Silva, C., Mitchell, J. S. B., Kaufman, A.E., "Automatic Generation of Triangular Irregular Networks Using Greedy Cuts", In Visualization '95, pages 201-208, San Jose, CA, USA, (1995).
Sizun, H., "Radio Wave Propagation for Telecommunication Applications", Springer, (2005).
Stallings, W., "Data and Computer Communications", Prentice Hall College, (2007). Wikipedia contributors, "Digital Elevation Model," Wikipedia, The Free Encyclopedia, http://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Digital_elevation_model &oldid=156631071, (Ziyaret tarihi 02 Kasım 2007).
Wikipedia contributors, "Bresenham's Line Algorithm," Wikipedia, The Free Encyclopedia, http://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Bresenham%27s_line_ algorithm&oldid=168517859, (Ziyaret tarihi 03 Kasım 2007).
Wikipedia contributors, "Bicubic Interpolation," Wikipedia, The Free Encyclopedia, http://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Bicubic_interpola tion&oldid=176811871, (Ziyaret tarihi 09 Aralık 2007).
Wikipedia contributors, "AN/SPS-55," Wikipedia, The Free Encyclopedia, http://en.wikipedia.org/w/index.php?title=AN/SPS-55&oldid=181374995, (Ziyaret tarihi 14 Ocak 2008).
Wrede, R. C., Spiegel M., "Schaum's Outline of Advanced Calculus", McGraw-Hill, (2002).
ÖZGEÇM
1976 yılında Ankara'da do du. lk ve orta ö renimini Ankara ve stanbul'da tamamladı. 1990 yılında Deniz Lisesi'nde ö renime ba ladı. 1993 yılında TÜB TAK tarafından düzenlenen Ulusal Enformatik Olimpiyadı'nda Türkiye birincisi olarak altın madalya aldı. 1994 yılında girdi i Deniz Harp Okulu'ndan 1998 yılında bilgisayar mühendisi olarak mezun oldu ve Te men rütbesiyle Deniz Kuvvetleri Komutanlı ı'nda göreve ba ladı. 2000-2002 yılları arasında Orta Do u Teknik Üniversitesi Enformatik Enstitüsü'nde Modelleme ve Simülasyon Yüksek Lisans ö renimini tamamladı. 2002 yılından beri Gölcük'te bulunan Donanma Komutanlı ı'nda görev yapmaktadır.