Ünite 2: Geometrik Düzeltme (Rektifikasyon)

Giriş

Coğrafi Bilgi Sistemleri (CBS) ve Uzaktan Algılama (UA) çalışmalarında kullanılcak verilerin doğru koordinat bilgisine sahip olması gerekmektedir. Veri elde etmek istediğimiz görüntüler birçok şekilde elde edilebilir. En yaygın görüntü elde etme yöntemleri elimizde çıktı olarak bulunan bir haritanın tarayıcıdan geçirilerek resim hâline getirilmesi veya Google Earth gibi yazılımlardan yararlanılarak çalışma alanının resim hâlinde kayıt edilmesi sayılabilir. Sonuçta farklı yöntemler kullanılarak çalışma alanı için ihtiyaç duyulan resim elde edilebilir. Bu resimleri ancak doğru koordinatlarına getirerek kullanılabilir. Görüntülerin doğru koordinatlarına getirilmesi işlemine “Geometrik Düzeltme” veya “Rektifikasyon” işlemi denilmektedir. Geometrik düzeltme işleminin doğru bir şekilde yapılabilmesi için görüntü (resim) üzerine iyi dağılmış yer kontrol noktalarına ihtiyaç duyulmaktadır.

Geometrik düzeltme (Rektifikasyon) işlemi genelde iki şekilde gerçekleştirilir. Bunlar;

• Yer kontrolnoktalarından yararlanarak geometrik düzeltme (rektifikasyon) işlemi
• Koordinatlı bir görüntü kullanarak(imageto image) geometrik düzeltme (rektifikasyon) işlemidir.

Google Earth Yazılımından Görüntü Elde Edilmesi

Yer kontrolnoktalarından yararlanarak geometrik düzeltme (rektifikasyon) işlemi, geometrik düzeltme işlemlerinde en çok tercih edilen yöntemlerden biridir. Çalışmalarda en çok kullanılan haritalardan birisi 1/25 000 ölçekli topografik haritalardır. Bu haritalar Harita Genel Komutanlığı tarafından üretilir. Yer kontrol noktalarından yararlanarak geometrik düzeltme (rektifikasyon) işlemi GRASS GIS yazılımı kullanılarak yapılabilmektedir. Bu uygulama için koordinat bilgisi olmayan bir görüntüye (resim) ihtiyaç vardır. Bu resmi elde edebilmek için en çok kullanılan yollardan biri Google Earth görüntüleridir.

Aşağıdaki diyagramda, ana Google Earth penceresinde kullanılabilen bazı özellikler açıklanmıştır:

1. Arama paneli - Yerleri ve yol tariflerini bulmak ve arama sonuçlarını yönetmek için kullanılır. Google Earth EC, burada ek sekmeler görüntülenebilir.
2. 3D Görüntüleyici - Yerküre ve arazi şekilleri bu pencerede görüntülenebilir.
3. Araç çubuğu düğmeleri - Aşağıda ayrıntılı şekilde anlatılmıştır.
4. Gezinme denetimleri - Zum yapmak, bakmak ve etrafta dolaşmak için kullanılır.
5. Google hesabınızla oturum açın - Oturum açıldığında, Google Earth’te görüntülenen herşey Google+ ‘da paylaşabilir veya e-posta ile gönderilebilir.
6. Sokak Görünümü - Haritaya yakınlaştıktan, sonra sokak seviyesinde görüntü için pegman sürüklenir.
7. Yerler paneli - Yer işaretlerini bulmak, kaydetmek düzenlemek ve tekrar ziyaret etmek için kullanılır.
8. Yerlerde Arama - Yerleri arayarak hızlı bir şekilde bulunmasını sağlar.
9. Katmanlar paneli - Önemli noktaları görüntülemek için kullanılır.
10. 1Tur Rehberi - Dünyadaki ilginç yerler keşfedilebilir.

Yer Kontrol Noktalarından Yararlanarak Geometrik Düzeltme (Rektifikasyon) İşlemi

GRASS GIS yazılımında yer kontrol noktalarından yararlanılarak ve/veya görüntü üzerinde işaretli noktalar kullanılarak geometrik düzeltme (rektifikasyon) işlemi yapılabilmektedir. GRASS GIS yazılımına jpg dosyaları eklenebilmektedir.

GRASS GIS yazılımında geometrik düzeltme (rektifikasyon) işlemi yapabilmek için Katman Yöneticisi araç çubuğunda yer alan Yersel düzeltme aracı (Georectifier Tool) seçilir. Karşımıza geometrik düzeltme (rektifikasyon) işlemi için gerekli ayarlamaların yapılacağı ekran gelir.

İlk ayarlamaların yapılmasından sonra karşımıza raster veri gurubunun seçilmesi ve geometrik düzeltme (rektifikasyon) işlemi sonucunda oluşacak dosyanın son ek dosya isminin ayarlanması gerekmektedir.

Grup oluştur/düzenle (Create/edit group…) tuşuna basıldıktan sonra karşımıza bir dizi ekran gelir. Sırasıyla grup ismi seçilir, ekle tuşuna basılır, harita listesinden dosya seçilir, harita ismi listeden seçildikten sonra Uygula (Apply) tuşuna basılır. Daha sonra, evet ve tamam tuşlarına basılarak işlem tamamlanır.

Düzeltme işlemi yapılacak dosyanın uzantı ismi kişilerin isteği doğrultusunda istenildiği gibi seçilebilmektedir.

İleri tuşuna basıldıktan sonra karşımıza çıkan ekranda düzeltme yapacağımız esas dosyayı sorulur.

Karşımıza artık yeni bir ekran gelmektedir. Bütün düzeltme işlemelerini yapacağımız bu ekran Yer Kontrol Noktalarını Yönet (Manage Ground Control Points) ekranıdır. Yer Kontrol Noktası Yöneticisi, kullanıcının yer kontrol noktalarını oluşturması, düzenlemesi ve kontrol etmesini sağlayan bir eklentidir. Yer Kontrol Yöneticisi (GCP Manager) üç panelden oluşur:

En üstteki “1” numaralı panel noktaları kontrol eden ve analiz etmeye yarayan araç çubuğunu göstermektedir. Bu paneli sürükleyip bırakarak ya da başlık yanındaki iğneye tıklayarak GCP manager penceresinin dışına çıkartılabilir. Ayrıca sürükleyerek harita ekranlarının altına da yerleştirilebilir.

Ortadaki “2” numaralı panel yer kontrol noktalarının bir listesini gösterir. Bu panel yardımıyla hangi noktada işlem yaptığımızı, noktaların koordinatlarını ve hata paylarını görmemiz mümkünüdür. Yer Kontrol Noktaları (YKN) sütun başlığına tıklanarak sıralanabilir. Sütun başlığına tıklamak YKN’leri artan şekilde sıralar, ikinci kez tıklanırsa azalanşeklinde sıralanacaktır. İlk sütun seçim kutusu ve nokta numarasını ifade eder. Soldaki seçim kutusu işaretliyse YKN’leri sadece RMS hatası hesaplama ve georektifikasyon için kullanılır. İşaret kaldırılırsa YKN deaktif olacaktır.

En alttaki “3” numaralı panel ise haritaların gösterildiği paneldir. Harita ekranında sadece yer kontrol noktalarından yararlanılarak düzeltme yapılacaksa sadece kaynak gösterimi (source display) olacak şekilde görülür. Eğer koordinatlı bir görüntüden yararlanılarak düzeltme yapılacaksa iki ekran şeklinde görüntüleni. Sol ekran kaynak konumunun haritasını, sağ ekran ise hedef konumunun referans haritasını gösterir. Numaralanmış yer kontrol noktaları her iki harita ekranında da görüntülenir. Yer Kontrol Yöneticisi’ nin en altında, pek çok fonksiyonu olan bir durum çubuğu bulunur. Durum çubuğu varsayılan olarak GCP no’ya git olarak ayarlıdır. Okları kullanarak ya da rakam yazarak, haritayı yazılan numaralı GCP’ye odaklayabilirsiniz. Bu işlev yüksek yakınlaşma oranlarında kullanışlıdır.

Yer Kontrol Yöneticisi’nde iki araç çubuğu bulunur, biri harita pencerelerini (Harita Ekranı Araç Çubuğu) diğeri de Yer Kontrol Noktaları listesini kontrol eder.

Harita Ekranı Araç Çubuğu :

1. Harita Ekranı: Hedef ve kaynak pencerelerden haritaları görüntüler ve herhangi bir katmanda değişiklik olduysa ekranı yeniler.
2. Haritanın renderini yeniden alma: Değişiklik olup olmadığına bakılmaksızın, tüm pencerelerin yeniler.
3. Ekranı silme: Tüm pencereleri silerek beyaz hâle getirir.
4. GCP (Yer Kontrol Noktaları)’nı tanımla: Farenin sol tuşuna tıklandığında seçilmiş GCP’nin koordinatları tanımlanabilir.
5. Pan: Aktif görüntüleme penceresinde yeni bir harita merkezi tanımlamaya yarar. Pan yapabilmek için farenin sol tuşuna basılı tutarak fareyi hareket ettiriniz. Aynı işlemi yeni merkez üzerinde farenin sol tuşuna tıklayarak da yapabilirsiniz. Pan görüntülenen bölgeyi değiştirir ama görüntülenen alanın boyutunu ya da çözünürlüğünü değiştirmez.
6. Yakınlaşma: Aktif pencerede interaktif yakınlaşma sağlar. Bir dörtgen çizerek ya da yakınlaşmak istenilen alana farenin sol tuşuyla tıklayarak bu işlem gerçekleştirilebilir. Haritanın çözünürlüğü değişmez. Fareye tıklayarak yapılan işlemde yakınlaşma seviyesi %30 olur.
7. Uzaklaşma: Aktif pencerede interaktif uzaklaşma sağlar. Bir dörtgen çizerek ya da uzaklaşılacak alana farenin sol tuşuyla tıklayarak bu işlem gerçekleştirilebilir. Haritanın çözünürlüğü değişmez. Fareye tıklayarak yapılan işlemde uzaklaşma seviyesi %30 olur.
8. Ekran yakınlaşma miktarını ayarlama: Kaynak ya da hedef ekranları koordinat dönüşümünde mevcut GCP’yi kullanarak ayarlanır: - Kaynak ekranını hedef ekranına göre ayarla: Kaynak ekranının boyutları mevcut hedef ekranına göre ayarlanır. - Hedef ekranını kaynak ekranına göre ayarla: Hedef ekranının boyutları mevcut kaynak ekranına göre ayarlanır. - Aktif harita penceresini belirle: Aktif olan harita penceresini belirler. Aktif harita penceresine tıklayın ya da imleci pencerenin üzerine götürün.
9. Önceki yakınlaşma seviyesine dön: Önceki yakınlaşma seviyesine geri döner. 10 işleme kadar geri dönülebilir.
10. Mevcut durumda görüntülenen harita seviyesinde yakınlaş: Aktif harita penceresinde mevcut durumda görüntülenen harita seviyesinde yakınlaşır.
11. Ayarlar: GCP yönetim ve ekranı için ayarlar penceresi açar.
12. Yardımı göster: GCP yöneticisi için yardım sayfasını açar.
13. Çık: GCP yöneticisinden çıkar. YKN yöneticisi araç çubuğu; - GCP’leri POINTS dosyası olarak kaydet: Mevcut GCP listesi yedek kopya olarak POINTS dosyası olarak kaydedilir. - Yeni GCP ekle: Yeni bir yer kontrol noktası ekler ve düzenlemekiçin seçili hâle getirir. - Seçilen GCP’yi sil: Seçilmiş GCP’yi listeden siler. - Seçilen GCP’yi temizle: Seçilmiş GCP’nin tüm koordinatlarını silerek 0 yapar.
14. GCP’leri POINTS dosyasından geri yükle: GCP’leri POINTS dosyasından geri yükler.
15. RMS hatasını yeniden hesapla: Seçili olan tüm GCP’ler için Karesel Ortalama Hataları(RMS= Root Mean Square) yeniden hesaplar (ilk satırdaki seçim kutusu aktif olan noktaları kullanır).
16. Georektifiye: Kaynak gruptaki tüm görüntüleri i.rectify kullanarak georektifiye eder. Düzeltme işleminde ilk olarak düzeltme yapacağımız noktayı iyi bir şekilde belirleyebilmek için görüntüyü büyütmemiz gerekmektedir. Bunun için toolbarda yer alan “1” numaralı büyütme tuşunu kullanabiliriz. Daha sonra “2” numara ile işaretlenmiş olan YKN tanımla tuşuna basılır. Daha sonra “3” numara ile gösterilen şekilde hangi YKN’sinin koordinatlarını gireceksek o nokta işaretlenir. Görüntü üzerinde hassas bir şekilde işaretleme yapılır.

Koordinatlı Bir Görüntüden Yararlanarak Geometrik Düzeltme (Rektifikasyon) İşlemi

GRASS GIS yazılımı ile YKN’leri kullanılarak geometrik düzeltme işlemleri yapılabilmektedir. Benzer şekilde koordinatlı bir görüntü kullanılarak da düzeltme işlemleri yapılabilir. Bu işlem için öncelikle koordinatsız bir görüntüye, bir de koordinatlı bir görüntüye ihtiyaç duyulmaktadır. İlk ayarlamaların yapılmasından sonra raster veri gurubunun seçilmesi ve geometrik düzeltme (rektifikasyon) işlemi sonucunda oluşacak dosyanın son ek dosya isminin ayarlanması gerekmektedir.