BEÜ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ GEOMATİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

FOTOGRAMETRİ II

HAVA FOTOĞRAFLARININ ÇEKİMİ VE HAVA KAMERALARI

Yrd. Doç. Dr. Saygın Abdikan

BEÜ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ GEOMATİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

JDF 330/336 FOTOGRAMETRİ II DERSi NOTLARI

 Geometrik Temeller

 Tanımlar

 Fotoğraf Geometrisi

 Matematik Temeller

 Fotoğraf ile Nesne Uzayı Arasındaki İlişki

 Uçağın Hareketinden Kaynaklanan Dönüklükler

 İzdüşüm Denklemleri

 Optik Temeller

 Tanımlar

 Mercek Kusurları

 Kamera Distorsiyon Hatası

 Kalibrasyon Raporları

 Distorsiyon Hatasının Düzeltilmesi

 Fotoğrafik Temeller

 Tanımlar

 Elektromanyetik Enerji

 Elektromanyetik Spektrum

 Emülsiyonlar (Siyah-Beyaz, Renkli ve Yapay Fotoğraf)

2

İÇERİK

 Hava fotoğrafları ve fotoğraf ölçeği

 Bindirmeler, baz ve kolonlar arası uzaklık

 Model alanı ve model sayısı

 Baz/Yükseklik oranı

 Görüntü (resim) yürümesi

 Hava kameraları ve sınıflandırılmaları

 Uçaklar ve Yardımcı sistemler

 Uçuş planları

 Fotoğraf çekimi

 Eğik fotoğraflar

3

Hava fotoğrafları ve fotoğraf ölçeği



Hava fotoğrafı

 Çerçeve işaretleri

 Film ve resim numarası

 Kamera (odak) uzaklığı

 Fotoğraf çekim tarihi

 Fotoğraf çekim saati

x

x x

4

Hava fotoğrafları ve fotoğraf ölçeği



Fotoğraf ölçeği

 d’ = Fotoğraftaki uzunluk

 d = Arazideki uzunluk



Bir hava fotoğrafının arazide kapladığı alan

 S = Hava fotoğrafının bir kenarının arazideki karşılığı

 s = Hava fotoğrafının bir kenarının uzunluğu

d d M m

r r

' 1 



  ^{m s}

²

SxS

F

_r

 

_r

d m

_r

d

 

Örnek: s = 23 cm

5

Hava fotoğrafı ile fotoğraf ölçeği arasındaki ilişki

h c d

d M m

r

r

 1  ' 

 H

  H M

_r

c

c

m

_r

H   H



Şekil 1: Fotoğraf ölçeği

(Arazi, tam düz ve yatay varsayıldığında) c = Kamera odak uzaklığı

h = uçuş yüksekliği

H = Deniz yüzeyinden itibaren uçuş yüksekliği

∆H = Arazi yüksekliği

6

Yükseklik farkının ölçeğe etkisi

m c c

m h

Q

P r

r

h h

) ( )

(

 

 

 

Yükseklik farkının ölçeğe etkisi

7

Harita ölçeği ile Fotoğraf ölçeği arasındaki farklar



Haritalarda homojen bir ölçek mevcutken hava fotoğraflarında böyle bir ölçekten bahsedilemez (Fotoğraf eğrilikleri ve yükseklik farkları).



Fotoğraf ölçekleri yaklaşık ölçeklerdir.



Harita ölçekleri 500, 1000, 2000 gibi yuvarlak sayılar oldukları halde fotoğraf ölçekleri herhangi bir yuvarlak sayı olabilir (4000, 6000, 14000 gibi).



Haritalarda uzunluklar ölçülerek ve ölçeğin paydasıyla çarpılarak gerçek uzunluk bulunabilir. Hava fotoğraflarında homojen bir ölçek olmadığı için böyle bir hesaba güvenilemez.

8

Bindirmeler, baz ve kolonlar arası uzaklık

Hava fotoğraflarının çekimi

9

Model-Stereo Model



Model



Bindirmeli çekilmiş

fotoğrafların ortak bölgesi



Özel donanım ve

yazılımlar aracılığı ile üç boyutlu olarak

görülebilen alandır

Objelerin koordinatları ölçülebilir (x,y,z)

Sayısallaştırılabilir, çizilebilir

+ 1

+ 2

Model

Bindirmeler, baz ve kolonlar arası uzaklık

 Kolon: Uçağın bir çizgi boyunca çekmiş olduğu fotoğraflar topluluğu.

 Blok: Birden fazla paralel kolondan oluşan fotoğraflar topluluğu.

 Bindirme alanı: Komşu fotoğrafların birbirlerini örten ortak bölgeleri.

 Boyuna (ileri) bindirme oranı (p):

Bir kolonda ardı ardına gelen iki fotoğrafın ortak alanıdır.

 Enine (yan) bindirme oranı (q):

Yan yana iki kolonun ortak alanıdır.

 Bindirme oranları % ile ifade edilir

Şekil 4: Hava fotoğraflarının çekimi

B = Baz uzaklığı

A = Kolonlar arası uzaklık

11

•

Ardışık fotoğraflar genel olarak %60 bindirme oranı ile çekilir

•

Bu orana boyuna yada ileri bindirme oranı denir (p)

%60 Boyuna bindirme (p)

%20

1 2

1 2 3

•

Ardışık üç fotoğrafın yaklaşık %20’lik bölümü ortak bindirilmiş olabilir

b

Baz uzunluğu



Baz



Ardışık fotoğrafların orta noktaları arasındaki

uzunluktur



Fotoğraf çekim noktaları arasındaki uzunlukta denebilir

+ 1

+ 2 b

b

s

1. fotoğraf 2. fotoğraf

–

Model ile fotoğraf kenarı arasındaki

mesafelerin ortalaması alınarak da bulunabilir

Birinci Fotoğraf İkinci Fotoğraf Üçüncü Fotoğraf

Orta Nokta

Orta Nokta Orta Nokta

Birinci model İkinci model

b b

s Üç fotoğrafın

bindirilmiş kısmı

Bindirmeler, baz ve kolonlar arası uzaklık

Boyuna bindirme ile fotoğraf çekimi

Baz boyuna bindirme ilişkisi

 B baz uzaklığına karşılık gelen fotoğraf üzerindeki b uzaklığı için;

b=s(1-p) (p=boyuna bindirme oranı)

Eşitliğin her iki tarafı m_r ile çarpılırsa, B=m_rs(1-p) elde edilir.

 B yerine A, p yerine de q yazarak enine bindirme baz ilişkisi elde edilir.

a=s(1-q) (q=enine bindirme oranı)

A=m_rs(1-q)

(p=%60 = 0.60, q = %20-30 = 0.20 – 0.30 alınır) Baz boyuna bindirme ilişkisi

 Fotoğraf çekimi-sonuç

 Fotogrametrik yöntem ile harita üretimi için

 paralel olan uçuş hatlarında

 belirlenen aralıklar ile fotoğraflar çekilir

 Bir uçuş hattındaki fotoğraflar kolonu oluşturur

 Aynı uçuş hattındaki ardışık fotoğraflar düzenlenen çekim aralıkları veya çekim noktaları sayesinde

%60 bindirmeli olarak çekilir

bu durum modeli oluşturur ve komşu modellerin koordinat açışından ilişkisinin kurulmasını sağlar

fotoğraf orta noktaları arası bazı verir

 Komşu kolonların fotoğrafları %20 bindirmeli olarak çekilir

Bu durum paralel kolonlardaki modellerin birbirleri ile koordinat açısından ilişkisinin kurulmasını sağlar

Şematik Gösterim

 Birden fazla paralel kolonlardan oluşan topluluğa blok denir

 Uçuş DB yönünde yapılmıştır

 Kolon uzunluğu “l_b” ile ifade edilir

 Uçuş yönüne dik doğrultu “l_a” ile ifade edilir

Bir çift fotoğraftan bindirme oranını elde etme



Bir çift fotoğrafın bindirme oranı elde edilmek istenirse ortak görüntüler çakıştırılır ve ortak alanın dışında kalan b uzaklığı ölçülür.

p=1-b/s



Şekildeki gibi iki fotoğraf arasında bir miktar dönüklük varsa iki

fotoğrafın orta noktası arasında uzaklık ölçülür.



Yada bindirme alanının dışındaki b

₁

ve b

₂

uzaklıkları ölçülerek ortalaması alınır.

b= (b

₁

+b

₂

)/2



Bir kolondaki fotoğraf sayısı n

_r

kolon uzunluğu l

_b

yardımı ile, n

_r

= (l

_b

/B)+1

19

Model alanı ve model sayısı

 Aynı kolonda çekilmiş ve ortak alanı bulunan iki fotoğrafın ortak alanına stereomodel alanı yada kısaca model alanı denir.

n_m=n_r-1= l_b/B n_m=bir kolondaki model sayısı

 Bir proje alanındaki kolon sayısı, alanın uçuş doğrultusuna dik olan l_a kenarına ve kolonlar arası A uzaklığına bağlı olarak;

n_k= l_a/A n_k=proje alanındaki kolon sayısı

 Proje alanı düzgün bir dikdörtgen biçiminde ise bloktaki model sayısı;

N_m= n_k . n_m

 Proje alanı birden fazla düzgün bloklara ayrılıyorsa model sayısı bu şekilde bulunabilir. Bloktaki fotoğraf sayısı ise; N_r= n_k . n_r = N_m+ n_k olur.

20

Net model alanı



Net model alanı boyuna ve enine bindirmeler dikkate alınarak bulunur. Bu alanın kısa kenarı baz uzunluğuna (B), uzun kenarı da kolonlar arası uzaklığa (A) eşittir. Net model alanı:

F

_m

=AxB veya F

_m

=m

_r²

s

²

(1-p)(1-q)



Net model alanı yardımıyla proje alanı F olan bir alandaki model sayısı:

N

_m

=F/F

_m

Şekil 7: Net model alanı

21

Baz / Yükseklik oranı

 Stereoskopik görüş konularında belirtildiği gibi, binoküler görme 15cm den başlar. Belirli bir uzaklığa kadar devam eder. Göz bazı sabit olduğuna göre baz uzaklık oranı nesne uzaklaştıkça küçülür. Başka bir değişle yakınsama açısının doğrudan bir fonksiyonu olan oran küçüldükçe derinlik duyarlılığı da azalır.

 Hava fotogrametrisinde de benzer oran kurulabilir. Bu oran stereoskopik ölçmelerin duyarlılığı için kullanılır (h: araziden itibaren uçuş yüksekliğidir).

m_r=h/c ve B=m_rs(1-p) bağıntıları yardımı ile

B/h=(s/c)(1-p) elde edilir. S sabit olduğu varsayılırsa, B/h oranı c ve p ile ters orantılıdır. Oranın büyük olması, c ve p’nin küçük olması anlamına gelmektedir.

 Hava fotogrametrisinde standart harita uygulamaları için bu oran 1/3 ≤ B/h ≤ 4/3 arasındadır.

22

Görüntü Yürümesi



Objektifin açık kalma süresince uçak hareket edeceği için resim yürümesi adı verilen olay meydana gelir



Nesne uzayındaki noktalara karşılık fotoğrafta çizgiler oluşur



Bu da görüntünün netliğinin bozulması anlamına gelir



Görüntü yürümesi uçak hızı, poz süresi ve fotoğraf ölçeği ile doğru orantılıdır



Küçük olması için değişkenlerin değerinin de küçük olması gerekir



Uçağın hızını ve poz süresini (dt) belirli bir değerin altına düşürmek olası değil



1/5000 ölçekli fotoğraf için poz süresi 1/500 sn ise uçak hızı 200

km/h iken 22 mikronluk bir görüntü yürümesi oluşur



Görüntü yürümesini engellemek için kameralarda bir düzenek bulunur



FMC-Forward motion compensation



Ardışık çekimlerde filmi uygun miktarda ileriye hareket ettirir

Hareket ettirilmemiş görüntü

FMC ileHareket ettirilmiş görüntü

 Büyük Ölçekli Harita ve Harita Bilgileri Üretim Yönetmeliği, BÖHHÜY

 Resmi Gazete Tarihi : 15/07/2005

 Resmi Gazete No : 25876

 BEŞİNCİ BÖLÜM

 Fotogrametrik Çalışmalar

 Temel yaklaşım ve genel ilkeler

 Madde 51 - Büyük ölçekli haritaların sayısal fotogrametri yöntemiyle yapımında sayısal fotogrametri esas alınmakla birlikte, analitik

fotogrametri yöntemi de uygulanabilir.

 Hava fotoğrafları yüksek nitelikli analog veya aynı nitelikte sayısal (digital) hava kameraları ile çekilir. Bu fotoğrafların çekiminde GPS desteği benimsenmiştir.

 Sonuç ürün, ulusal veri standartları ile uyumlu grafik veri (vektör) dosyaları ve bu dosyalardan çizilen, yine ulusal semboller ve özel

işaretler kataloglarına uygun, ulusal pafta sisteminde çizgisel haritadır.

 Fotogrametrik sayısallaştırma, binaların dış çatı sınırlarına göre yapılır.

Binaların zemin çizgileri ile sık meskûn alanlarda ayırt edilemeyen bitişik düzendeki binaların ayırım çizgilerinin, daha sonra yapılacak kapsamlı bir arazi bütünlemesi ile tamamlanabileceği varsayılmıştır.

 Kontrol noktaları

 Madde 52 - Proje alanındaki tüm TUTGA, C1 ve C2 derece noktaları kontrol noktası olarak alınır

 Kinematik GPS yöntemi kullanıldığında, blok köşelerinde ve çapraz kolonların baş ve sonunda kontrol noktaları tesis edilir

 Kinematik GPS yönteminin uygulanmaması durumunda, bu noktalara ek olarak, blok çevresinde fotoğraf çekim bazının iki katını, blok içinde de bazın dört katını geçmeyecek şekilde yeni kontrol noktaları oluşturulur

 Bu noktaların koordinatları ve yükseklikleri, C3 derece noktalar olarak bu Yönetmeliğin 22, 23 ve 24’üncü maddelerindeki esaslara göre belirlenir.

 Fotoğrafların tüm dış yöneltme elemanlarının bulunmasını

sağlayabilecek gelişmiş bir kinematik GPS sistemi (GPS-IMU ve benzeri) kullanılması durumunda, harita yapım alanındaki tüm TUTGA, C1 ve C2 derece noktalar, denetleme noktaları olarak alınır (işaretlenecek)

 Hava işaretleri

 Madde 53 - Bütün kontrol noktalarına, varsa uygulama noktalarına, gerektiğinde taşınmaz mal ve orman sınır kırık noktalarına, fotoğraf çekiminden önce hava işaretleri yapılır. Hava işaretlerinin simetri merkezleri, ilgili yer noktası ile

çakıştırılır.

 Pilye biçimindeki kontrol noktalarına, pilye plâtformu üzerine ya da merkez dışı bir konuma yapılabilir. Merkez dışı olması durumda işaret merkezinin koordinatları pilye noktasına göre 1-2 cm doğrulukla ve yer ölçme yöntemleri ile bulunmalıdır.

 Hava işaretleri açık alanlara yapılır. Bu işaretlerin en az 60º lik bir görüş açısına sahip olması gerekir. Bu görüş konisi içinde bina, ağaç gibi herhangi bir engel olmamalıdır.

 Yeterli görüş olmayan kritik durumlarda bu işaret çatı ve benzeri yüksek noktalara yapılabilir. Bu durumdaki işaret, yersel ölçmelerle yakınındaki noktalara, bu

noktalar ile aynı doğruluk derecesine sahip olacak şekilde bağlanır ve koordinatları bulunur.

 Hava işaretleri, zemin noktalarının üzerinin ve yakın çevresinin boyanması ya da geçici plâkalar takılması suretiyle oluşturulur.

 Bu işaretler daire veya kare biçimindedir. Fotoğraf üzerinde D=50 mikrometre olacak biçimde (Şekil-13) arazi büyüklükleri hesaplanır

 Bu işaretlerin daha iyi görülebilmesi için farklı renkte dış çevreler oluşturulabilir, uygun uzunlukta üç ya da dört kol takılabilir.

 Hava işaretleri beyaz ya da yakın çevresi ile zıt bir renktedir.



Fotoğraf ölçekleri



Madde 54 - Düşey fotoğraf ölçekleri yapılacak harita ve ortofoto ölçeğine bağlı olarak belirlenir.



Bu ölçeklerin ;

 1/5000 olması durumunda fotoğraf ölçeği 1/16000’den

 1/2000 olması durumunda 1/10000’den

 1/1000 olması durumunda da 1/5000’den küçük olamaz

 1/500 ölçekli haritaların yapımı için de fotoğraf ölçeği 1/3500’den küçük olamaz.



Uçuş plânı



Madde 55 - Uçuş plânları 1/25000 ölçekli haritalar üzerinde ve/veya sayısal ortamda düzenlenir.



Uçuş çizgileri doğu-batı ya da kuzey-güney doğrultusunda ve olabildiğince paftaların orta çizgileri ile çakışacak şekilde

düzenlenir.



Zorunlu durumlarda uçuş çizgileri çapraz doğrultuda da olabilir.



Sahillerde ve kinematik GPS uygulamalarında destek görevi

yapacak, çapraz yönde ve normal kolonlara dik yönde ek kolonlar

oluşturulur.



Uçuş plânlarında, yapılacak haritaların pafta sınırları, uçuş çizgileri, uçuş yükseklikleri gösterilir. Sayısal

uçuş plânlarında ise fotoğraf çekimi noktalarının yaklaşık X,Y,Z koordinatları bulunur.



Topoğrafik durum nedeni ile ortaya çıkabilecek

bindirme sorunları, uçuş plânının hazırlandığı altlık

üzerinde denetlenerek gerekli önlemler alınır ve uçuş

plânlarında düzeltmeler yapılır.

 Hava kamerası

 Madde 56 - Hava fotoğraflarının çekiminde;

 1/5000 ölçekli harita yapımında odak uzaklığı yaklaşık 15 cm ve fotoğraf boyutları 23 cm x 23 cm olan geniş açılı kameralar

 Diğer büyük ölçekli fotoğraf çekiminde ise odak uzaklığı yaklaşık 30 cm ve fotoğraf boyutları 23 cm x 23 cm olan normal açılı kameralar kullanılır

 1/5000 ölçekli ortofoto harita üretiminde normal açılı kameralar da kullanılabilir.

 Normal açılı kameralar ile fotoğraf çekiminde bu kameraların görüntü yürümesini düzeltici bir sisteminin bulunması gerekir.

 Kamera mercek sisteminin ışınsal distorsiyonu fotoğrafın hiçbir yerinde 10 mikrometreyi geçmemeli, mercek ayırma gücünün ağırlıklı ortalaması da 50 çizgi çifti/mm veya daha fazla olmalıdır.

 Hava kameraları, her uçuş mevsiminden önce kurum olanakları ile kontrol edilir. Ayrıca her üç yılda bir, ya da 25000 adet fotoğraf

çekiminden sonra fabrika düzeyinde bakımı ve kalibrasyon ölçüleri yaptırılır.

Kameralar



Kameralar metrik ve metrik olmayan kameralar olarak ikiye ayrılır.

Metrik hava kamerası İç yöneltme elemanları biliniyor.

Asal noktanın görüntü koordinatları (xo, yo) ve Asal uzaklık (c) biliniyor.

Metrik olmayan yer kamerası İç yöneltme elemanları bilinmiyor.

Hava kameraları



Hava kameraları metrik kameralardır (İç yöneltme elemanları bilinir)



Distorsiyonları oldukça düşüktür.



Hızlı ve otomatik biçimde arka arkaya fotoğraf çekebilir.



Hava kameralarının objektifleri çok sayıda mercekten oluşan bir sistemdir. Bunlar hatasız sayılabilecek

niteliktedirler



İzdüşüm merkezinden geçen ışın sapmadan fotoğraf

düzlemine ulaşır



Saatte 150 km hızla giden bir uçakla 400 m aralıklarla (Baz uzunluğu) fotoğraf çekmek istenirse yaklaşık 10 saniyede bir fotoğraf çekilecek demektir



Bu kadar süre içinde pozlanan filmin sarılması, yeni filmin tam düz hale getirilmesi, istenen bindirmeye karşılık

gelecek şekilde uygun zaman aralığında ve istenilen poz süresi kadar kısa bir süre objektifin açılması

gerekmektedir



Hava fotoğraflarında poz süresinin kısa olması gerekmektedir.



Poz süresini kısaltmak için obtratör adı verilen yardımcı

sistemler kullanılır. Bu sistemin yardımıyla 1/100-1/3000

sn lik poz süreleri elde edilebilir.

Hava kameraları

Analog hava kamerası ve kamera operatörü

Analog hava kameralarının sınıflandırılması

 Hava kameraları fotoğraf boyutları ve asal uzaklığı arasındaki orana göre sınıflandırılır. Bu oran ile yakından ilgili α ve Ω açıları kamera açıklığı olarak adlandırılır. Bu açını büyük olması kameranın daha geniş açılı olması anlamına

gelir. Kamera açıklık açıları

Analog hava kameralarının sınıflandırılması

c(mm) s(mm) α Ω

o

^(derece)

g

^(grad)

o g Tür

610 230 29.9 33.2 21.4 23.7 Dar Açılı 305 230 56.1 62.4 41.3 45.9 Normal Açılı 210 230 75.5 83.9 57.4 63.8 Orta Açılı 153 230 93.5 103.9 73.9 82.1 Geniş Açılı

85 230 124.8 138.7 107.1 119.0 Çok Geniş Açılı

Tablo 1: Kamera türleri ve açıklık açıları

Hava kameralarının sınıflandırılması

Değişik analog hava kameraları ve bazı özellikleri

Analog hava kameralarının sınıflandırılması



Kamera açısı büyüdükçe bir fotoğrafın arazide kapladığı alan genişlemektedir.

Alanlar arasındaki oran f1/f2=(c2/c1)

²

dir.



Geniş açılı kameralarla belirli bir proje alanı, daha az sayıda fotoğraf ve

modelle kapatılabilecek, dolayısıyla ekonomi

sağlanacaktır. Geniş ve çok geniş açılı kameralar bu nedenle tercih edilir.



Fakat bu tür kameralar kullanıldığında fotoğrafta çıkmayan ölü alanlar fazla olacaktır.

Kamera açıklıklarına göre değişik durumlar

Analog hava kameraları

Sayısal Hava Kameraları



Günümüzde fotogrametri alanında yapılan araştırmalar ve teknolojik gelişmeler daha çok doğruluğun arttırılması ve maliyetin azaltılması yönündedir. Sayısal hava kamerasının etkin olarak kullanılması, fotogrametrik doğruluğu arttırmasının yanında proje maliyetlerinin azaltılmasında da olumlu katkılar sağlamıştır.



Fotogrametrik nirengi ve SYM üretiminde önemli ölçüde otomasyon sağlanmıştır.



Son yıllarda klasik hava kamerası yerini Ataletsel Yöngüdüm Sistemi (INS-Inertial Navigation System) destekli sayısal hava kamerasına bırakmıştır.



Sayısal hava kamerasının kullanımı ile birlikte; fotogrametrik

üretim süreci ve analog kameradaki bazı kavramlar değişmiş,

maliyeti önemli ölçüde azalmış ve otomasyonun uygulanmasında

fayda sağlamıştır.

Sayısal Hava Kameraları



Klasik anlamda “Ayırma Gücü - Resim Ölçeği”, yerini “Yer Örnekleme Aralığı” kavramına bırakmıştır.



Film kullanımı, dolayısıyla film-banyo işlemleri ortadan kalkmış ve yerine bilgisayar ortamında ham görüntülerin işlenmesi süreci ortaya çıkmıştır.



Bununla birlikte filmlerin fiziksel olarak arşivlenmesi yerine,sayısal görüntülerin manyetik ortamda saklanması gündeme gelmiştir.



Pankromatik ve RGBI (Red Green Blue Infrared “Kırmızı Yeşil Mavi Kızılötesi”) olarak dört bantlı ve 8 -16 bit radyometrik ayırma gücünde görüntü oluşturmayı olanaklı hale getirmiştir.



Sayısal hava kamerasına bütünleştirilmiş GPS ile doğrudan

coğrafi konumlandırma yapılabilmekte ve bazı fotogrametrik

işlerde nirengisiz veya daha az nirengi ile işlem yapılabilmektedir.

SAYISAL HAVA KAMERALARI



Silikon CCD elemanı, tek bir dizi şeklinde dizilmiş ise, sayısal dizi kamera “digital line camera”,



Silikon CCD elemanı, bir çerçeve içerisindeki çok sayıdaki dizi CCD grubundan oluşmuşsa, sayısal çerçeve kameralar “digital frame camera” olarak isimlendirilir.

46

Sayısal çerçeve kameralar, görüntünün format boyutuna göre 3’e ayrılır:

• Küçük formatlı çerçeve kamera (görüntü boyutu 25 megapiksele kadar olan kameralar)

• Orta formatlı çerçeve kamera (80 megapiksele kadar olan kameralar orta formatl›)

• Büyük formatlı çerçeve kamera (100 megapikselin üzerindeki kameralar)

Bu üç sınıfın her biri, tekli ve çoklu kameralar olmak üzere iki alt sınıfa ayrılabilir

Elde edilen görüntülere göre monokromatik, renkli ve yapay

renkli

Sayısal Hava Kameraları

Sayısal Hava Kameraları

ADS40

DMC UltraCAM

Ayman F. Habib 2015

Görüntü genişliği Uçuş yönü

Uçak

TEK KAMERALI HAVA KAMERALARI

ÇOKLU SAYISAL HAVA KAMERALARI

Z/I Digital Modular Camera (DMC)

52

Sayısal Hava Kameraları - Zeiss/Intergraph DMC

Sayısal Hava Kameraları - Zeiss/Intergraph DMC

 8 senkronize çalışan CCD (Charge Coupled Devices – Yük Bağlamalı Düzen) matris temelli dizi kameralar ( 4 pankromatik kamera ve 4 multi- spektral ).

 Poz alım zamanı elektronik olarak çok yüksek zaman doğruluğunda +/- 0.05 ms olmaktadır.

 Analog/dijital dönüştürücülerin çözünürlükleri bant başına 12 bit‘dir.

 Uçuş yönünde 7680 piksel, uçuş yönüne dik doğrultuda 13824 piksel boyutlarına sahiptir.

 Piksel Boyutu: 12 µm, Odak Uzaklığı: 120 mm.

Sayısal Hava Kameraları - Zeiss/Intergraph DMC

Sayısal Hava Kameraları

Sayısal Hava Kameraları -

Microsoft/VEXCEL UltraCamX

Sayısal Hava Kameraları -

Microsoft/VEXCEL UltraCamX

•

Her biri 16 mega piksel 16 bit radyometrik bant genişliğinde bilgi içeren görüntüler üreten 13 CCD sensör birimi içermektedir.

•

_Bu 13 sensör biriminden 9 adedi pankromatik bantta, diğer 4 adedi Kırmızı, Mavi , Yeşil ve Yakın Kızılötesi bantta veri toplamaktadır.

•

Pankromatik bant için 4 adet, kırmızı, yeşil, mavi ve kızılötesi (RGBI) bantlara ait 4 adet olmak üzere toplam 8 adet optik koni bulunmaktadır.

Sayısal Hava Kameraları -

Microsoft/VEXCEL UltraCamX

•

Resim çekim sırasında sayısal görüntünün elde edilmesi 4 aşamadan oluşmaktadır.

•

Sonuçta ham olarak pankromatik banda ait 9 adet, kırmızı, yeşil, mavi ve yakın kızılötesi (RGBI) bantlara ait 4 adet olmak üzere 13 adet ham görüntü elde edilmektedir.

Sayısal Hava Kameraları -

Microsoft/VEXCEL UltraCamX

Görüntü Boyutu: 20.010 x 13.080 piksel Piksel Boyutu: 5,2 μm

Odak Uzaklığı: 80 mm

Bant Sayısı: Pan + R, G, B, NIR

Uçuş Yüksekliği 5000 m Olduğunda:

PAN Piksel Boyutu: 32,5 cm

Microsoft Ultracam Eagle

Görüntü Boyutu: 20.010 x 13.080 piksel Piksel Boyutu: 5,2 μm

Odak Uzaklığı: 100-210 mm

Bant Sayısı: Pan + R, G, B, NIR

Uçuş Yüksekliği 5000 m Olduğunda:

PAN Piksel Boyutu: 25 - 12 cm

SAYISAL DİZİ HAVA KAMERALARI

Her tarama dizisi için yöneltme elemanlarına gereksinim vardır GPS/IMU (Inertial Measurement Unit).

62

SAYISAL DİZİ HAVA KAMERALARI

63

4 bindirmeli görüntü

bağlantı noktaları

ÇOKLU EĞİK SAYISAL HAVA KAMERALARI

Multiple Oblique Cameras

Üç kamera (1 düşey+ 2 eğik) yada

beş kamera (1 düşey + 4 eğik)

ÇOKLU ENTEGRE SAYISAL HAVA KAMERALARI (Düşey+Eğik)

Z/I Digital Modular Camera (DMC)

ÇOKLU ENTEGRE SAYISAL HAVA KAMERALARI (Düşey+Eğik) Z/I Digital Modular Camera (DMC)

66

SAYISAL DİZİ HAVA KAMERALARI Digital Line Camera

• Çizgi tarayıcı kameralar da denir.

• line scanner/ linear array scanner

• Pushbroom system

• Dizi şeklinde kayıt ile kolonlar oluşturulur

Tek satır tarayıcı:

Pankromatik Multispectral Hiperspektral

Panoromik tarayıcı

Üç satır tarayıcı

(i) Tek satır Pushbroom tarayıcı

(iii) 3 satır stereo tarayıcı

(ii) Panoramik dizi tarayıcı

ADS40

Üç Satırlı Kamera Görüntüsü Çerçeve Kamera Görüntüsü

ADS40 - orjinal

ADS40 - düzeltilmiş

Sayısal Hava Kameralarının Fotogrametriye

Kazandırdıkları

Analog ve sayısal fotogrametri ile proje yapımı

Sayısal Hava Kameralarının Değerlendirilmesi

AVANTAJLARI:

Maliyet %20 - %50 arasında azalmıştır.

Kıymetlendirme sırasında aynı bölgeye ait değişik bantlardaki görüntülerin dönüşümlü olarak kullanılması, görülemeyen detayların farklı bantlarda görülebilmesini mümkün kılmaktadır.

Görüntü kalitesinin artması tam otomatik fotogrametrik nirengiyi olanaklı kılmıştır. Fotogrametrik nirengi işlem süreleri azalmıştır.

GKS/AYS değerleri ile birlikte doğrudan coğrafi konumlandırma olanaklı hale gelmiştir.

Görüntü kalitesinin daha iyi olması detay teşhisini kolaylaştırmış ve sayısını arttırmıştır.

Foto-laboratuar ve tarama işlemleri ortadan kalkmıştır.

Film banyosu ve tarama sonrasında ortaya çıkan görüntü kalitesindeki azalmalar önlenmektedir.

Aynı anda Yeşil, Kırmız, Mavi, Yakın Kızılötesi ve pankromatik banta ait görüntü elde edilmektedir.

Aynı resme ait birden fazla kopya için maliyet ortadan kalkmıştır.

DEZAVANTAJLARI:

Veri hacmi oldukça fazladır ve arşiv yönetimine gereksinim duymaktadır.

Görüntü kalitesindeki iyileşme teşhis edilen detay sayısını arttırmış, dolayısıyla kıymetlendirme süresi de artmıştır.

Resmin kapladığı alan analog resme (23x23 cm) kıyasla daha az olduğundan yaklaşık olarak 3 kat daha fazla resme ihtiyaç duyulmaktadır.

Analog - Sayısal Hava Kameraları ile

Karşılaştırmalar

Analog - Sayısal Hava Kameraları ile Karşılaştırmalar

Analog Hava Kamerası Vexcel UltraCamD

Analog - Sayısal Hava Kameraları ile Karşılaştırmalar

Analog Hava Kamerası Vexcel UltraCamD

Taşıyıcı sistemler (uçaklar) ve yardımcı sistemler

 Fotogrametride kullanılan uçakların özellikleri



İleriye, yanlara ve aşağıya iyi bir görüş sağlamalıdır.



Değişik hızlarda uçabilmelidir.



Proje alanına göre, yakıt ikmali yapmadan 4 saat üzerinde havada kalabilmelidir.



Deniz yüzeyinden itibaren 7000-8000 m yüksekliğe çıkabilmelidir.



Kısa pistlerde iniş kalkış yapabilmelidir.



Kamera olabildiğince ağırlık merkezinin altına yerleştirilmelidir.



Uçak içinde 3-4 kişinin rahat çalışabileceği bir kabin

bulunmalıdır.

Uçaklar ve yardımcı sistemler

Uçaklar ve yardımcı sistemler



Analog hava fotogrametrisinde, uçakta bulunan ekip 3 kişiden oluşurdu.



Pilot



Navigatör



Fotoğrafçı



Son yıllarda gelişen sayısal hava fotogrametrinde, uçaklar GPS/INS donanımları ve yazılımları ile donatılmıştır.



Xo, Yo, Zo: İzdüşüm merkezlerinin koordinatları elde

edilir.

Uçuş planları

 Fotoğraf çekimi uçuşları, daha önce hazırlanacak bir plana göre yapılır.

 Uçuş planının yapılabilmesi için kamera ve fotoğraf ölçeğinin önceden belirlenmesi gerekir.

 Fotoğraf ölçeği, hava fotoğrafının kullanım amacına, değerlendirme yöntemine, öngörülen doğruluk derecesine bağlı olarak seçilir.

 Klasik fotogrametrik harita üretim amacıyla çekilen fotoğraf ölçekleriyle, harita ölçekleri arasında pratikte

M_r=200√m_k bağıntısından yararlanılır (M^k harita ölçeğinin paydasıdır)

Harita Ölçeği

(m_k) 1000 2000 5000 10000 25000 50000 100000 Fotoğraf Ölçeği

(m_r) 6000 9000 14000 20000 32000 45000 65000 Büyütme Oranı

m_r/m_k 6.0 4.5 2.8 2.5 1.3 0.9 0.6

Tablo 2: Harita ve fotoğraf ölçekleri büyütme oranları

Uçuş planları



Uçuş doğrultusunun seçiminde şu faktörler göz önünde bulundurulur;



Arazinin engebe durumu (arazi topoğrafyası)



Proje alanının konumu (deniz kenarında oluşu, komşu ülkenin sınırlarına yakınlığı gibi)



Proje alanının biçimi (yol etüdü vb. çalışma – geçki boyunca fotoğraf çekimi)



Önceden öğrenilebilinirse proje alanında fotoğraf çekim zamanındaki etkin rüzgarların tespiti



Tersine bir engel yoksa uçuş çizgileri kuzey-güney yada doğu-batı yönünde paralel çizgiler yönündedir.



Arazi düzgün biçimde yükseliyorsa, uçuş çizgilerinin

yükseklikleri de basamak basamak arttırılabilir ya da

azaltılabilir.

Fotoğraf çekimi

 Çekim için gerekli koşullar;



Bulutsuz ve güneşli bir hava olması gerekir



Kar örtüsü olmaması gerekir



Geniş yapraklı ağaçların çok yoğun olduğu alanlarda, yaprakların oluşmadığı yada

yaprak döküldüğü mevsimlerde çekim yapılmalıdır.



Güneşin yükseklik açısı 30

^o

den büyük

olmamalıdır.

Fotoğraf çekimi



Hiçbir önlem alınmazsa

gerçekleşen uçuş çizgisi planlanana göre bir miktar

sapacaktır.



Uçağın boyuna ekseni sapma açısı α kadar dönerken, kamerada kendi enseni

çevresinde ters yönde α kadar döndürülür.

Rüzgar etkisinin giderilmesi için uçuş doğrultusunun düzeltilmesi

GELECEK HAFTA

Uçuş Planı Uygulaması

 Fotogrametri Ders Notları, Prof. Dr. Ahmet YAŞAYAN, T.C. Anadolu Üniversitesi Yayını No: 2295, Acıkoğretim Fakültesi Yayını No: 1292Fotogrametri I,II ve III Ders Notları, Prof. Dr. Ahmet YAŞAYAN, YTÜ, 1996

 Fotogrametri Ders Notları, Prof.Dr.Fatmagül Kılıç, YTÜ

 Fotogrametri I-II Ders Notları, Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ, BEÜ, 2014.

 Fotogrametri, O. Altan, S. Külür, G. Toz, H. Demirel, Z. Duran, M. Çelikoyan, Karl Krauss, 7. Baskıdan çeviri, İTÜ, Nobel Yayın Dağıtım, 2007

 Fotogrametri II Ders Notları, Yrd. Doç. Dr. Aycan Murat MARANGOZ, BEÜ, 2012.

 Fotogrametri I Ders Notları, Doç. Dr. Hüseyin Topan, BEÜ

 Fotogrametrinin Temelleri Ders Notları, Prof. Dr. Naci YASTIKLI, YTÜ

 eobs.edu.tr (BEÜ Müh. Fak. Geomatik Müh. Bölümü)

KAYNAKLAR