Bitkisel İndis ve Sektörel İndis Uygulamaları

Bitkisel İndis, elektromanyetik spektrumdaki farklı dalga boylu yansıma değerlerine matematiksel işlemler uygulanarak bitki örtüsünün yoğunluğunu gösteren tek bir değerin elde edilmesidir.

Bitkiler elektromanyetik spektrumun görünür, yakın kızılötesi ve orta kızılötesi bölgelerindeki yansıtımında büyük farklar vardır. Bitkiler, mavi ve kırmızı renkli ışınların çoğunu soğurdukları (emdikleri) için geriye kalan (yansıyan) elektromanyetik dalga boylarında, özellikle de Kızılötesi (Infrared-IR) bantta çok tipik yansıma özelliği gösterir.

Elektromanyetik spektrumun Görünür dalga boyları bitki pigmentleri, Yakın Kızılötesi hücre yapısı, Orta Kızılötesi su içeriği hakkında bilgi verir. Yakın Kızılötesi bölgesinde elektromanyetik enerjinin büyük bir bölümü (%30-50) yansır ve geri kalanı iletilir.

Görünür spektrumun mavi ve kırmızı bölgelerinde yansıtım çok düşüktür. Çünkü yapraktaki klorofil, yaklaşık olarak 0,45 ile 0,65 μm arasında merkezlenmiş bu dalga boyu bantlarından gelen enerjinin çoğunu yutmaktadır. Bitki bu dalga boylarındaki düşük yutulma; normal, sağlıklı yaprakların gözümüze görünmesine neden olmaktadır. Eğer bir bitki stres altında ise ve klorofil üretimi azaldıysa özellikle spektrumun kırmızı bölgesinde daha fazla bir yansıtıma sahip olacaktır.

Analiz menüsü altında bitkisel indis uygulamaları için kullanılan yöntemler; NDVI (Normalize Edilmiş Bitki İndisi), OSAVI (Optimize Edilmiş Toprağa Göre Bitki İndisi) ve SAVI (Toprağa Göre Bitki İndisi)’dir.

Normalize Edilmiş Bitki İndisi (NDVI), yakın kızılötesi (NIR) ve görünür kırmızı (R) bantları arasındaki zıtlığı artırmak veya iki banttaki bilgiyi tek banda toplayarak bitki varlığını incelemek üzere normalize edilmiş bitki indisi formüle edilir.

Toprağa Göre Bitki İndisi (SAVI), düzeltme faktörü kullanılarak toprak yansıma etkileri en aza indirgenmiş bitki indisidir.

Optimize Edilmiş Toprağa Göre Bitki İndisi (OSAVI), toprak yansıma değerlerine göre bitki yansıma değerlerinin optimize edildiği yöntemdir.

Normalize edilmiş bitki indisi değerleri veya yakın kızılötesi bandı, kırmızı bantla oranlayarak elde edilen sonuçlar, yeşil bitki örtüsüyle ilgili bilgiyi verdiği gibi bitkinin zayıf olduğu veya bitkisiz boş alanları da belirlemektedir.

Düzeltme faktörü değeri yeşil bitki örtüsü miktarına bağlı olarak değişir. Genellikle, bitki örtüsü bulunmayan bölgelerde L=1; orta seviyede bitki bulunan bölgelerde L=0.5 kabul edilebilir. SAVI değeri -1.0 ile 1.0 arasında değerler verir. Bitki indisi 1 değerine ne kadar yakın olursa bitkinin kuvvetli olduğunu, 0 değerine yaklaştıkça bitki örtüsünün yok olduğunu, negatif olduğunda ise alanların kesinlikle bitkisiz olduğunu göstermektedir.

Jeoloji ve maden için indis uygulamaları kapsamında Alterasyon, Kil Minerali, Karbonatlı Kayaçlar ve Silisli Mineraller için analizler gerçekleştirilebilir. Analizlerde kullanılacak uydu görüntüleri seçilirken alıcılara göre oluşturulan formüllerde istenen bantlar kullanılmalıdır.

Alterasyon, kimyasal değişim ve başkalaşım olarak ifade edilmektedir. Alterasyon günlenme (havalanma) ve hidrotermal olmak üzere iki farklı şekillerde gerçekleşebilir.

Günlenme, atmosferik koşulların yarattığı fiziksel değişimler sonucu, kayaç ve mineral yapısındaki fiziksel ve kimyasal değişimler olarak tanımlanabilir ve kayaç yüzeyi taneli, karnabahar görüntülü olur. Ağırlıklı olarak volkanik kayaç ve magmatik kayaçlarda görülür.

Hidrotermal Alterasyon, yerkabuğunun sığ derinliklerinde, meteorik sulardan süzülen ve ısıtılmış kayaçların çatlak ve gözenekleri arasında dolaşan, derinlere indikçe ısınan akışkanın, değişik ortamlardaki kayaçlarda bulunan kayaç yapıcı minerallerle olan element alışverişi ve doğrudan bileşik çökeltmesi sonucu ve yeryüzünde ise, bu akışkanların yüzeye çıkması sonucu değişen ortama akışkanın uyum sağlayabilmesi için geçirdiği özellikle kimyasal değişim sonucu oluşur.

Netcad/Analist modülü ile uzaktan algılama uygulamaları içerisinde kil minerali analizi için mimar iş akışları bulunmaktadır. Kil minerali analizleri Netcad/Analist modülü içerisinde Aviris, Aster ve Hyperion uydu alıcıları ile elde edilen uydu görüntülerinden gerçekleştirilebilir.

Aster termal (TIR) multispektral verileri kullanılarak indeksler ile tanımlanan silikatlı kayaçlardaki karbonat bileşenlerini haritalama yöntemleri geliştirilmiştir. Kalsit ve dolomit ile temsil edilen tüm yaygın karbonat mineralleri Aster Band14’te düşük, Band10 ve Band13’te yüksek yayılım gösterir.

Aster termal (TIR) multispektral verileri kullanılarak indeksler ile tanımlanan silikatlı kayaçlardaki kuvars ve ana SiO2 bileşenlerini haritalama yöntemi geliştirilmiştir. Silis minerali yerküre bileşiminin en yaygın mineralidir ve TIR bölgesinde kendine özgü spektral özelliği vardır. Aster alıcısının uydu fotoğraflarındaki spektral bölgelerde Band10 ve Band12, Bant11’e göre daha düşük yansımaya sahiptir.

Tarım, çevre ve orman için indis uygulamaları kapsamında Kirli Su, Tuzluluk ve Yaprak Su İçeriği analizler gerçekleştirilebilir.

Yapılan araştırmalar sonucunda kirli suyun yansıtma oranının temiz suya oranla daha yüksek olduğu ve bunun uzun dalga boylarına doğru kaydığı gözlemlenmiştir. Hatta temiz suyun yansıtma oranının neredeyse sıfır olduğu dikkat çekmiştir.

Toprakta bazı doğal nedenlerle tuzlanma görülebilir. Bunların başında, toprak yapısı içerisindeki ana madde, tuzlu yeraltı suyu seviyesinin yüzeye yakın olması, ana kayanın zamanla bozunması ve ayrışması, kıyısal alanlarda deniz suyunun karaya girişim yapması sayılabilir.

Bitkilerde yaprak su içeriğinin belirlenmesinde spektral parametreler kullanılabilir. Bitkinin yaşadığı ortam koşulları yaprak su içeriğinin değişmesinde ve belirlenmesinde temel konudur. Toprak nemliliği ile bitki bünyesindeki su varlığı doğru orantılıdır. Bitkilerin topraktan ihtiyacı olan suyu karşılayamaması durumunda solma noktasına ulaşma gibi yoksunluk durumu oluşur. Bitki su içeriğindeki azalma yakın kızıl ötesi bantta artmaya, 1.5 µm›nin üzerindeki yansımada düşüşe neden olmaktadır. Bitkinin dalında duran yaprakları ile kesilmiş olan yapraklarının ayırt edilmesinde kullanılabilecek uzaktan algılama uygulamasıdır. Bu analiz ile askerî anlamda kamufle edilmiş alanların tespit edilmesine yönelik çalışmalar yapılabilmektedir.