Ünite 1: GRASS Yazılımının Mimarisi, Temel Kavramlar ve Genel Fonksiyonlar

Giriş

Uzaktan algılama uydularına takılan algılayıcı sensörlerin gelişmesi ile yeryüzüne ait bilgiler, farklı spektral bölgelerden elde edilen uydu görüntüleri sayesinde daha doğru bir şekilde elde edilebilmektedir. Bu bilgilerin çıkarılmasında günümüzde ticari ve açık kaynak kodlu birçok yazılım kullanılmaktadır.

GRASS Programının Tanıtımı ve Kurulumu

GRASS (Geographic Resources Analysis Support System – Coğrafi Kaynaklar Analizi ve Destek Sistemi) kelimelerinin baş harflerinin kısaltılması ile oluşmuştur. GRASS yazılımı tamamen açık kaynak kodlu ücretsiz bir yazılımdır. GRASS mekânsal veri yönetim ve analiz, görüntü işleme, grafik / harita üretimi, mekânsal modelleme ve görselleştirme için kullanılan ücretsiz bir Coğrafi Bilgi Sistemi (CBS) yazılımıdır.

Yazılım açık kaynak kodlu bir yazılım olduğu için birçok yazılımcı tarafından geliştirilmekte ve güncellenmektedir. Bundan dolayı birçok versiyonu bulunmaktadır.

GRASS Yazılımında Temel Fonksiyonlar

GRASS yazılımı hem Coğrafi Bilgi Sistemleri hem de Uzaktan Algılama uygulamalarının yapılabildiği açık kaynak kodlu bir yazılımdır. GRASS GIS yazılımındaki temel işlem ve fonksiyonlar alt başlıklar hâlinde aşağıda belirtilmiştir.

GRASS GIS Yazılımının Çalıştırılması

GRASS GIS (Versiyon 7.1) yazılımı bilgisayara yüklendikten sonra çalıştırıldığında ekrana gelen komutlar ve anlamları aşağıda listelenmiştir.

1. Select GRASS GIS database directory: GRASS verileri bir veritabanı (database) içerisinde tutulurlar. Bu klasör ya yeniden oluşturulur ya da var olan bir klasör seçilir. Browse sekmesine basılarak seçme ve/veya oluşturma işlemi yapılabilir. Örneğimizde görüldüğü gibi D diski içerisine Uzaktan_Algilama isimli bir klasör oluşturularak buraya veritabanımızı kayıt edebiliriz.
2. Select GRASS Location: Bir konum (Location) koordinat sistemi, harita projeksiyonu ve coğrafik sınırları tanımlar.
3. Location Wizard: Yeni (new) sekmesine basıldığında kolayca yeni bir konum (lokasyon) oluşturulabilir. Bu tuşa basıldığında projeksiyon sisteminin tanımlanması için bir seri ekrana gelecektir. Bu gelen ekranlarda gerekli ayarlamalar yapıldıktan sonra konum tanımlanması gerçekleştirilmiş olur.
4. Select GRASS Mapset: Konum (lokasyon) belirlemesi yapıldıktan sonra birçok harita çalışma dosyası (Mapset) oluşturulabilir. Bu dosyaların hepsi konum (location) klasörünün alt klasörü olacak şekilde dosyalar oluşturur. Yeni (New) sekmesine basılarak bilgisayarınızda yeni harita çalışma dosyaları oluşturulabilir.
5. Start GRASS: Var olan bir konum (location) ve çalışma dosyası (Mapset) seçtiğinizde veya yeni bir konum ve çalışma dosyası oluşturulduktan sonra Start GRASS tuşuna basılarak GRASS GIS yazılımı çalıştırılır.

GRASS GIS Yazılımında Konum (Location) Tanımlaması

GRASS GIS yazılımında konum (location) bilgisinin doğru bir şekilde tanımlanması önemlidir. Yeni GRASS Konum Tanımlaması (Define new GRASS Location) ekranı konum bilgisini tanımlamada kullanılan ilk alandır. Bu ekran üç kısımdan oluşmaktadır. Bunlardan birincisi Veri Klasörü (GIS Data Directory) veritabanı klasörünü ifade etmektedir. Örneğimizde “D:\Uzaktan Algılama”dır. İkinci alan ise Proje Konumu (Project Location) proje dosyasının isminin yazılacağı alandır. Üçüncü alan ise Konum Başlığı (Location Title) olarak isimlendirilen alandır. Burası isteğe bağlı olarak yazılabilen bir alandır.

Gerekli tanımlamalar yapıldıktan sonra İleri (Next) tuşuna basıldığından “yeni bir konum belirleme metodu seçme (Choose method for creating a new location)” ekranı gelmektedir. Burada altı farklı seçenek yer almaktadır. Bunlardan en çok iki tanesi kullanılmaktadır. Bunlardan ilki “bir liste içerisinden koordinat sistem parametrelerinin seçilmesi (Select coordinate system parameters from a list)” ikincisi ise “bir koordinatlı veri dosyasından yararlanılarak projeksiyon ve datum parametrelerinin okunması (Read projection and datum terms from a georeferenced data file)”dır.

Bir liste içerisinden koordinat sistem parametrelerinin seçilmesi (Select coordinate system parameters from a list) seçilip İleri (Next) tuşuna basıldığında “Projeksiyon seçme (Choose projection)” ekranı gelmektedir. Burada çalışılan görüntünün projeksiyon parametrelerinin girilmesi gerekmektedir.

Projeksiyon parametresi belirlendikten sonra İleri (Next) tuşuna basılarak bir sonraki ekrana geçilir. Ardından çalışma alanının hangi dilimde (Zone) olduğu bilgisi gelmektedir. Gerekli düzenleme yapıldıktan sonra jeodezik datum belirleme (Specify geodetic datum) ekranı gelmektedir. Burada da görüntünün jeodezik datumu olan WGS84 (World Geodetic System) seçilir.

Jeodezik datum parametresi belirledikten sonra İleri (Next) tuşuna basılır. Bu ekranda datum dönüşümü seçme ekrana gelir. Burada Tamam (OK) tuşuna basılarak devam edilir.

Bütün bu ayarlamaların sonucunda konum tanımlaması gerçekleştirilmiş olur. Sonuçta yapılan bütün ayarlamaları gösteren Özet (Summary) ekranı gelmektedir.

Konum tanımlama ekranında Tamamla (Finish) tuşuna basılarak özet ekranından çıkılır.

Katman yöneticisi:

Katman yöneticisi, GRASS ekranlarını oluşturma ve yönetmeye yönelik interaktif bir arayüz sağlar. Bu yöneticide, görünen harita katmanlarını yönetmeye yarayan bir araç çubuğu, katmanların açılır ağaç menü şeklinde gösterildiği ve hangi harita katmanının görünür olduğu ya da düzenlendiğini gösteren bölüm, komut çıkış penceresi ve interaktif komut satırı bulunmaktadır.

Katman yöneticisi ekranı toplam 5 alt bölümden oluşmaktadır.

• Bölüm: Harita katmanları (Map layers) sekmesidir. Bu sekmede Harita gösterim ekranında gösterilen harita katmanlarının listesi yer alır.
• Bölüm: Komut konsolu (Command console) sekmesidir. Bu sekmede diret komutlar yazılarak GRASS’ın bütün fonksiyonları çalıştırılabilir.
• Bölüm: Modül arama (Search modules) sekmesidir. Burada aramak istediğimiz modülü yazıp Çalıştır (Run) tuşuna basılarak modülün nerede olduğu, bulanabilir.
• Bölüm: Veri kataloğu (Data catalog) sekmesidir. Bu sekmede görüntülerimiz ağaç dağılımını gösterilmektedir.
• Bölüm: Python Shell sekmesidir. Bu sekme ile Python programlama dilinde istenilen kodlar yazılarak farklı uygulamalar yapılabilir.

Katman yöneticisi birçok ekrandan oluşan kapsamlı bir modüldür.

Harita yöneticisinin üst kısmında farklı ikonlar ile temsil edilmiş bir araç çubuğu bulunmaktadır.

Araç çubuğunda sol üstteki buton yeni bir harita ekranı açar. Her harita ekranı kendine has bir katman setine ve bölge ayarlarına sahiptir. Diğer araç çubuğu butonları, seçilen harita ekranına farklı tip katmanlar ekler. Bunun dışında çalışma alanı dosyalarını açan ya da kaydeden butonlar gibi farklı işlevli butonlar da bulunmaktadır.

Harita katmanları araç çubuğunun altındaki kısımda listelenir. Katmanlar raster ya da vektörel haritalar, vektörel etiketler ve komutlar içerebilir (herhangi bir GRASS komutu yazılabilir). Eğer katmanlar üst üste açıldıysa en alttaki katman ilk, en üstteki katman en son gösterilir.

Her katmanın solundaki seçme kutusu, katmanın ekranda aktif olup olmadığını belirler. Ekran butonuna basıldığında sadece aktif katmanlar görüntülenecektir.

Bir katman üzerinde farenin sağ tuşuna tıkladığınızda ya da butona sol tuşla tıkladığınızda bir menü açılır. Bu menüde özellikler, katmanı silme, adını değiştirme (haritanın adını değil), görüntülenme ayarları (renk, sembol gibi d.rast ve d.vect seçenekleri), meta veri görüntüleme (r.info, v.info) ve eğer varsa öznitelik verilerini gösterme seçenekleri bulunur.

Katman Yöneticisi Araç Çubuğu:

Katman Yöneticisi araç çubuğunda aşağıdaki kısayol tuşları bulunmaktadır:

Yeni harita başlatma ekranı (Start new map display): Yeni bir harita ekranı açar ve Katman Yöneticisi’nde boş bir katman ağacı oluşturur.

Yeni bir çalışma alanı oluştur (Create new workspace): Katman ağacındaki tüm katmanları siler ve yeni katmanların eklenebileceği boş bir katman ağacı oluşturur.

Çalışma alanı dosyasını yeniden açma (Open existing workspace file): Daha önceden kaydedilmiş, ekran katmanları ve ayarlarını içeren bir çalışma alanı dosyasını açar.

Çalışılan çalışma alanı dosyasını kaydetme (Save current workspace to file): Çalışılan katman seti ve özelliklerini bir çalışma alanı dosyasına kaydeder.

Çalışma alanına harita katmanı yükleme (Load map layers into workspace): Seçilen raster ya da vektör haritaları kullanılan katman ağacına ekler.

Raster harita katmanı ekle (Add raster map layer): Katman ağacına raster harita ekler.

Çeşitli raster harita katmanları ekle (RGB, HIS, gölgeli kabartma) (Add various raster map layers (RGB, HIS, shaded relief...)): Çeşitli raster harita katmanları ekleme seçildiğinde yeni bir menü açılacaktır. Bu menü altında yer alan komutlar:

• 3B raster harita katmanı ekle (Add 3D raster map layer): Katman ağacına 3B raster harita ekler.
• RGB raster katmanı ekle (Add RGB raster layer): RGB renk haritası oluşturmak için kırmızı, yeşil ve mavi kanallarda tanımlanmış üç raster haritayı birleştirip görüntüler.
• HIS raster katmanı ekle (Add HIS raster layer): Renk haritası oluşturmak için ton, yoğunluk ve (isteğe bağlı) canlılık kanallarında tanımlanmış iki ya da üç raster haritayı birleştirip görüntüler.
• Gölgelendirilmiş kabartma harita katmanı ekle (Add shaded relief raster map layer ): Gölgelendirilmiş kabartma harita katmanı ekler.
• Raster oklar katmanı ekle (Add raster arrows layer): Çizgisel okların çizildiği raster hücreli haritalar ekler.
• Raster rakam katmanı ekle (Add raster numbers layer): Hücre değerlerinin rakamlarla temsil edildiği raster hücreli haritalar ekler.

Vektör harita katmanı ekle (Add vector map layer): Vektör harita katmanı ekler.

Çeşitli vektör harita katmanları ekler (tematik, tablo...) (Add various vector map layers (thematic, chart...)): Çeşitli vektör harita katmanları ekleme seçildiğinde bir yeni bir menü açılacaktır. Bu menü altında yer alan komutlar:

• Tematik alan (tonlamalı) harita katmanı ekle (her vektör tipi için)(Add thematic area (choropleth) map layer (for all vector types)): Tematik görüntü değerleri için vektör haritayla ilişkili sayısal öznitelik sütunundan katman ekler.
• Tematik tablo katmanı ekleme (vektör noktaları için) (Add thematic chart layer (for vector points)): Hangi dilim ya da çubuk tablolar otomatik olarak oluşturulabilirse vektör nokta konumlarında katman ekler.

Grup ekle (Add group) : Boş bir grup ekler. Katmanlar bu gruba eklenebilir.

Grid ya da vektör etiket bindirmesi ekler (Add grid or vector labels overlay): Grid ya da vektör etiket bindirmesi ekleme seçildiğinde yeni bir menü açılacaktır. Bu menü altında yer alan komutlar:

• Bindirme gridleri ve çizgileri ekle (Add overlay grids and lines): Görüntüye düzenli gridler ekler (tüm konumlar için).
• Vektör nesneler için etiket katmanı ekle (varolan bir etiket dosyasından) (Add labels layer for vector objects (from existing labels file)): v.label modülüyle oluşturulmuş vektör nesne için bir etiket dosyasından metin katmanı ekler. Etiket dosyası bir metin düzenleyici ile de oluşturulabilir. • Jeodezik çizgi katmanı ekle (Add geodesic line layer): Sadece eylem/boylam konumları için jeodezik çizgi katmanı ekler (bk. d.geodesic).
• Kerte hattı katmanı ekle (Add rhumbline layer ): Kerte hatlarını göstermesi için katman ekler (sadece enlem/boylam konumları için) (bk. d.rhumbline).
• Komut katmanı ekle (Add command layer): GRASS GIS komut ya da komut listesi girilebilecek bir katman yaratır.

Seçilen katmanı sil (Delete selected layer): Seçilmiş harita katmanını ya da katman grubunu, katman ağacından siler.

Vektör haritaları düzenle (Edit vector maps): Vektör sayılaştırıcıyı (vektör digitizer) açarak seçilen vektör haritanın düzenlenmesini sağlar.

Öznitelik tablosu göster (Show attribute table): Seçilen harita için Öznitelik Tablo Yöneticisi’ni (Attribute table manager) açar.

Raster ya da vektör veriyi içe aktar (Import raster or vector data): Raster ya da vektör veriyi içe aktar seçildiğinde yeni bir menü açılacaktır. Bunlar:

• Raster veriyi içe aktar (Import raster data): Seçilen raster veriyi r.in.gdal kullanarak GRASS’a atar ve bunları geçerli katman ağacına yükler.
• Harici raster veriyi bağla (Link external raster data): Seçilen harici raster veriyi GRASS raster harita (r.external kullanarak) olarak bağlar ve bunları geçerli katman ağacına yükler.
• Raster çıkış formatı düzenle (Set raster output format): Yeni oluşturulmuş raster haritaları için harici format belirler (detay için bk. r.external.out)
• Vektör veriyi içe aktar (Import vector data): Seçilen vektör veriyi v.in.ogr kullanarak GRASS’a aktarır ve bunları geçerli katman ağacına yükler.
• Harici vektör veriyi bağla (Link external vector data): Seçilen harici vektör veriyi GRASS vektör harita (v.external kullanarak) olarak bağlar ve bunları geçerli katman ağacına yükler.
• Vektör çıkış formatı düzenle (Set vector output format): Yeni oluşturulmuş vektör haritaları için harici format belirler (detay için bk. v.external.out).

Raster harita hesap makinası (Raster Map Calculator): r.mapcalc için raster hesap makinası arayüzünü çalıştırır.

Grafik Modelleyici (Graphical Modeler): Model oluşturmak ve çalıştırmak için grafik modelleyici (Graphical modeler) çalıştırır.

Yersel düzeltme aracı (Georectifier Tool): Yer kontrol noktaları yöneticisi’ni (GCP Manager) çalıştırarak yer kontrol noktalarını oluşturur, düzenler ve yönetir.

Kartografik düzenleyici (Cartographic Composer): Cartographic Composer’i çalıştırarak basılı harita çıktılarını interaktif şekilde oluşturur.

Arayüz ayarlarını göster (Show GUI settings): Arayüz ayarlarını değiştirme penceresini açar.

Yardım (Show help): GRASS kullanma kılavuzunu açar.

Harita Görüntüleme Penceresi:

Harita görüntüleme penceresi, pencereye sabitlenen ya da ayırılabilen bir araç çubuğu, bir ya da birden fazla katmanın görüntülenebildiği bir harita alanı ve haritanın görüntülendiği coğrafi bölge ile ilgili bilginin bulunduğu bir durum çubuğunu içerir.

Harita Görüntüleme Araç Çubuğu :

Harita Görüntüleme araç çubuğunda birçok kısayol tuşları bulunmaktadır.

Raster Verilerinin Görüntülenmesi

GRASS yazılımında raster ve/veya vektör verilerimizin görüntülenebilmesi için, öncelikle tanımladığımız veritabanına eklenmesi gerekmektedir.

Raster veri eklendikten sonra Harita Görüntüleme Penceresinde raster görüntümüz siyah beyaz olarak görülmektedir. Bu görüntü sadece Band 1’in görüntüsüdür.

Metaverinin Okunması

Metaveri, verinin verisi anlamına gelmektedir. Yani bir veri hakkında daha detaylı bilgi edinilmesidir. Bu bilgiler yapacağımız çalışmalar açısından çok önemli bilgilerdir.