Dijital Görüntü İşleme

Dijital görüntülerden amaca uygun bilgilerin çıkartılmasında genel olarak iki
farklı yöntem kullanılır: Görsel analiz olarak adlandırılan birinci yaklaşımda, görüntüler bu konuda tecrübe sahibi kifliler tarafından görsel/optik olarak yorumlanırlar. Kantitatif analiz olarak bilinen ikinci yaklaşımda ise görüntüler bilgisayar ortamında oldukça karmaşık olabilen matematik istatistik algoritmalarla işlenirler.

Dijital görüntünün bilgisayar ortamında değişiklik algoritmalarla analizinde göz önüne alınan genel işlleme adımları aşağıda verilmektedir:
• Ön işleme
• Görüntü zenginleştirme
• Spektral dönüşüm
• Mekânsal dönüşüm
• Sınıflandırma

Görsel yorumlama farklı algılama sistemlerinden elde edilmiş görüntülerin (uçak-
/uydu-bazlı görüntü) optik olarak yorumlanarak değerlendirilmesi ve değişik fiziksel
özelliklerinin sınıflandırılmasıdır. İşlemin başarısı, analizcinin görüntüdeki mekânsal,
spektral ve zamansal öğeleri analiz edebilme yeteneğine sıkı sıkıya bağlıdır.

Örüntü, objelerin mekânsal dizilimidir. Örneğin bir otoparkta hem belirli
şekiller hem de objeler arasındaki belirli ilişkiler (aralarındaki boşluk, yönelimleri) tekrarlanmaktadır. Bu özellikler bir otoparkın rahatlıkla ayırt edilmesini ve tanınmasını sağlar. Aynı durum bir meyve bahçesiyle bir orman arasındaki farkı oluşturur.

İki göz ile bakıldığında her göz aynı cismi, farklı doğrultulardan ve değişik
açı altında görür ve daha sonra bu cismin oluşan iki farklı görüntüsü beyinde birleşerek “stereoskopik görüş” olarak adlandırılan üç boyutlu görüş ortaya çıkar. Uygun şekilde çekilmifl fotoğraflar kullanılarak üç boyutlu görüş, “Anaglif yöntem”, “Stereoskop”, vb. çeşitli yöntemler ile elde edilmektedir.

Uzaktan algılıama görüntülerinin yorum ve analizinde iki temel kabul yapılır:
• Görüntü piksel değerleri, yeryüzü yansıtımının mekânsal dağılımını doğru
bir şekilde temsil etmektedir,
• Bu yansıtım büyüklüğü yeryüzünün fiziksel, kimyasal veya biyolojik özellikleriyle ilişkilidir.

Işığı ölçmek için kullanılan birimlere fotometrik birimler denir. Bu birimler, ışığın
algılayıcısı olarak insan gözünü temel alır ve gözün duyarlılığına göre oluşturulur. Uzaktan algılamada algılayıcı sistemler insan gözünden farklı dijital sistemler olduğu için radyometrik birimler kullanılır.

Radyometri, elektromanyetik enerjinin ölçümüdür. Bu amaçla uzaktan algılamada
kullanılan bazı radyometrik birimler: Işınır akı, birim zamanda elektromanyetik ışımayla bir yerden (örneğin,Güneş) başka bir yere (örneğin, Dünya) transfer edilen enerji miktarıdır.

Katı açı, bir gök cisminin radyan kare (steradyan) biriminde gökyüzünde
kapladığı alanı belirtir. Daha yakında duran küçük bir obje daha uzaktaki büyük bir cisim ile aynı katı açıya sahip olabilir. Örneğin daha küçük/yakında olan Ay, daha büyük/uzakta olan Güneş’i örtebilir, çünkü gözlemcinin baktığı noktadan her iki objenin uzayda kapladıkları alan hemen hemen eşit, yani kapladıkları katı açı miktarı aynıdır.

Lambert yüzeyi, gelen enerjiyi her doğrultuda uniform yansıtan bir yüzeydir. Daha teknik bir ifade ile yüzeyden olan ışınırlık difüz yansıtıma bağlı olarak izotropik(eş yönlü) tir. Örneğin, cilasız bir ahşap yüzey yaklaşık Lambert yüzeyi iken cilalandıktan sonra değişik noktalarda oluşan speküler yansımaya bağlı olarak Lambert yüzeyi değildir. Tüm kaba dokulu yüzeyler ideal Lambert yüzeyi olmamasına rağmen bu kabul, yüzey özelliklerinin bilinmediği durumlar için geçerli bir yaklaşımıdır.

En kolay ve en yaygın kullanılan atmosferik düzeltme yöntemi “koyu piksel çıkartımı” yöntemidir. Bu yöntemde herhangi bir spektral bant için bir
minimum parlaklık değeri (DN) belirlenir ve bu değere göre görüntü histogramı ötelenir. Yani belirlenen değer görüntüdeki bütün piksellerin yansıtım
değerlerinden çıkartılır.

Topoğrafik etki, yöneltmesi ışıma kaynağına göre belirlenen bir düzlem yüzeydeki ışınırlık değeriyle karşılaştırılan eğimli bir yüzeyin neden olduğu ışınırlık değişimidir.

Astronomik birim, Dünya’nın Günefl etrafındaki eliptik yörüngesinin büyük ekseninin yarısı olan 1.496 x 1011 metredir.

Geometrik distorsiyonlar genel olarak aşağıda belirtilen faktörlerden kaynaklanmaktadır:
• Baz algılayıcıların sınırlı tarama oranı
• Bazı algılayıcıların geniş bakış alanı
• Görüntü elde edilirken Dünya’nın dönüşü
• Yeryüzü eğriselliği
• Uydu platformunun konum, durum ve hızındaki değişimler
• Görüntüleme geometrisiyle ilişkili panoramik etkiler
• Topoğrafik rölyef etkisi

Dijital yükseklik modeli, yeryüzünün dijital üç boyutlu modelidir. Bu modele istenirse yapay objelerde dâhil edilerek dijital yüzey modeli oluşturulabilir. Eğer yükseklik modeli sadece çıplak doğal yeryüzünü temsil ediyorsa dijital arazi modeli olarak adlandırılır.

Enterpolasyon, bir seride aradaki eksik verilerin hesaplanması işlemidir. Bu
amaçla geliştirilen lineer ve lineer olmayan matematiksel yöntemlere enterpolasyon yöntemleri denir. Genellikle serideki tüm gözlemleri sağlayacak şekilde sürekli bir matematiksel fonksiyonla temsil edilir. Serideki sınır değerlerin dışında kalan değerlerin hesaplanması işlemine ise ekstrapolasyon denir.

• Kontrast zenginleştirme
• Aritmetik bant işlemleri
• Ana bileşen dönüşümü

Entropi, verinin rastlantısallık ölçüsüdür. Dijital verinin depolanması ve/veya iletilmesi için ortalama kaç bit’e ihtiyaç duyulacağını ifade eder.Dijital bir görüntüye
uygulandığında, görüntüdeki dokuyu (parlaklık değeri değişim karakteristiği) karakterize etmek için kullanılabilecek bir istatistiksel rastlantısallık ölçüsüdür.

Tek veya farklı kaynaklardan gelen görüntü bantlarının, uygun matematiksel yöntemlerle yeni bir özellik uzayına dönüştürülmesi işlemidir.

Histogram Eşitleme: Bu yöntemde amaç, çıktı görüntü histogramının uniform
bir dağılımda olmasını yani her bir parlaklık seviyesi için yaklaşık aynı sayıda piksel bulunmasını amaçlar. Böylece görüntünün bilgi içeriği olan entropisi artar.