Genel anlamda bir görüntü, üç boyutlu gerçek fiziksel uzayın iki boyutlu bir gösterilimidir.

İnsan görme sistemi bir görüntü girdi verisini mekânsal olarak dağılmış ışık enerjisinin toplamı olarak algılar.

İnsan görme sistemi bir görüntü girdi verisini mekânsal olarak dağılmış ışık enerjisinin toplamı olarak algılar. Bu şekilde algılama optik görüntü olarak adlandırılır.

Alışılagelen analog fotoğraflar sürekli bir f(x,y) fonksiyonu ile ifade edilirler.

Ditijal görüntü

Uydu görüntüsü hedefin basit bir fotoğraf kamerası ile çekilen analog bir görüntüsü değil, görüntüyü oluşturan dijital veri setinin toplamından oluşan dijital bir görüntüdür.

Dijitalleştirme

Dijitalleştirme, örnekleme (sampling) ve nicemleme (quantization-genliğin ayrıştırılması) adımlarından oluşur.

Örnekleme sürekli görüntü fonksiyonundan (parlaklık) dijital eşdeğerine belirli noktalarda yapılan bir geçiştir.

Örnekleme noktalarının düzlemde sıralanmasıyla oluşan geometrik ilişki grid olarak tanımlanır.

Gridi oluşturan her bir örnekleme noktası piksel (pixel:Picture x element) olarak adlandırılan bir resim elemanına karşılık gelir.

Örnekleme işlemiyle dijital bir görüntünün en küçük birimi olan pikseller elde edilir.

Nicemleme işlemiyle gri yoğunluk değerleri (belirli konumda yeryüzü bölgesinden yansıtılan veya yayılan elektromanyetik enerjinin kaydı-parlaklık değeri, DN) elde edilmektedir.

Bu yöntemde bir renk değişik tondaki kırmızı, yeşil ve mavi temel renklerin bir arada karıştırılmasıyla elde edilmektedir.

Vektör veri modelinde x,y koordinat sistemi kullanılarak coğrafi detaylar, haritalara benzer şekilde nokta (örn. bir elektrik direği), çizgi (örn. bir ırmak) ve alan (örn. bir göl) ile gösterilirler.

Bir pikselin bir veri dosyasında veya görüntüdeki konumu bir koordinat sistemi ile gösterilir. İki boyutlu koordinat sisteminde, satır ve sütundan (NXM) oluşan grid sistemi ile belirtilen her bir piksel konumunun 2 koordinat değeri (x,y) vardır. Böyle bir grid içinde yer alan görüntü verileri raster veri olarak adlandırılır.

Genel olarak dijital görüntüler dört farklı grupta toplanmaktadır.

? Binari Görüntü
? Gri renk seviyeli görüntü
? Renkli görüntü
? Çok spektrumlu görüntü

Binari görüntü

Gri renk seviyeli görüntü

Doğal renkli görüntü, elektromanyetik spektrumun kırmızı, yeşil ve mavi bölgelerinden alınmış dijital görüntülerin bilgisayar ekranında RGB katmanlarında görüntülenmesi ile elde edilir.

Çok spektrumlu görüntü veya yanlış renkli görüntü.

İşlenmemiş ham uydu görüntüleri genelde gri renk seviyesi formatında depolanır.

Cismin;
? Boyutu
? Doğrultusu
? Rengi (ya da spektral yansıtım özelliği)
? Dokusu
? Arka plan ile kontrastı
? Örüntüsü
? Diğer cisimlerle olan birleşimi

Kontrast bir cismi (veya görüntüdeki temsilini) diğer cisimlerden ve arka plandan ayırt etmeye yarayan görsel özelliklerdeki farklılıktır. En basit ifade ile kontrast, görüntüdeki en parlak bölüm ile en karanlık bölüm arasındaki fark olarak tanımlanabilir.

Görsel algılamada kontrast, bir cismin aynı görüş alanında bulunan diğer cisimlerle olan renk ve parlaklığındaki farklılıklar ile belirlenir.

Görüntü histogramı, dijital bir görüntüdeki tonal frekans dağılımının grafik gösterimidir. Diğer bir ifade ile görüntüdeki her bir parlaklık değerini içeren toplam piksel sayısı ile görüntü piksellerinin istatiksel dağılımı gösterilmektedir.

Sıklıkla histogram, her bir parlaklık seviyesindeki (DN) piksel sayısının görüntüdeki toplam piksel sayısına oranın olan bağıl frekans ile de belirlenmektedir.

Görüntü histogramına bakılarak öncelikle görüntüdeki tonal dağılım hakkında bir fikir edinilir ve görüntünün görsel kalitesinin artırılması için gerekli görüntü işleme adımları belirlenir.

Piksel ölçü vektörü tek bir pikselin tüm bantlar için veri dosya değeridir.

Aritmetik ortalama.

Mod

Medyan

Varyans

Standart sapma, varyansın kare köküne eşittir ve verinin ortalama değerden tam olarak ne kadar saptığını göstermektedir.

Küçük standart sapma değeri, düşük kontrastlı düz bir görüntüyü belirtir.

Kovaryans

Korelasyon

Korelasyon katsayısı

Çok spektrumlu görüntü verileri için kovaryans ve korelasyon değerleri matris dizilimde gösterilir.

Yüksek varyans, ilgili bant için daha fazla bilgi içeriğini gösterir.

Yüksek korelasyon ilgili bantlar arasında büyük miktarda bilgi tekrarı olduğunu gösterir

Düşük koreleasyon her bir bantın bir diğerinde bulunmayan bilgi içeriğini ifade eder.

Kovaryans matrisinde köşegen üzerindeki sayılar ilgili bantların varyans değerlerine karşılık gelmektedir.

Spektral uzaklık

Mekansal çözünürlük görüntüde ayırt edilebilir detay seviyesini gösteren bir özelliktir. Diğer bir ifade ile bir uydu görüntüsünde görünen detaylar algılayıcının mekânsal çözünürlüğüne bağlı olup, bu değer görüntünün en küçük elemanı olan bir pikselin yeryüzündeki kapladığı alana karşılık gelmektedir.

Yeryüzünde algılana minimum alan görüntünün maksimum mekânsal çözünürlüğüne eşittir.

Anlık Görüş Alanı (IFOV)

Pushbroom sistemler için yer çözünürlük elemanı, uydu yüksekliğiyle (H) anlık grüş alanının (IFOV) çarpımına eşittir.

Mekansal çözünürlük açısından uydu görüntüleme sistemleri:
? Düşük mekânsal çözünürlüklü sistemler (30->1 km)
? Orta mekânsal çözünürlüklü sistemler (4 m- 30 m)
? Yüksek mekânsal çözünürlüklü sistemler (0.5 m – 4 m) olarak gruplandırılmaktadır.

Uzaktan algılamada büyük ölçek , her bir pikselin yeryüzünde küçük alana geldiği görüntüyü (örn. IKONOS-Pan-1m mekânsal çözünürlük) belirtir

Uzaktan algılamada küçük ölçek her bir pikselin yeryüzünde daha büyük bir alana karşılık geldiği görüntüyü (örn. NOAA/AVHRR-1km mekânsal çözünürlük) belirtir.

? Daha küçük piksel boyutu
? Yüksek mekânsal doğruluk
? Daha büyük görüntü dosya boyutu
? Daha yavaş görüntüleme hızı
? Daha yavaş görüntü işleme hızı
? Uydudan daha yavaş veri iletimi

? Daha büyük piksel boyutu
? Düşük mekânsal doğruluk
? Daha küçük görüntü dosya boyutu
? Daha hızlı görüntüleme hızı
? Daha hızlı görüntü işleme hızı
? Uydudan daha hızlı veri iletimi

Alt-piksel görüntü işleme teknikleri

Piksel tabanlı görüntü işleme teknikleri

Nesne-tabanlı görüntü işleme teknikleri

Çok spektrumlu veri

Bir algılayıcının, elektromanyetik spektrumda kaydedebildiği spesifik dalga boyu aralığıdır.

Düşük (kaba) spektral çözünürlük

Yüksek (hassas) spektral çözünürlük

Bant sayısı arttıkça, spektral çözünürlük artmaktadır.

Hiperspektral görüntülerin hassas tarım, kıyı yönetimi gibi birçok farklı potansiyel uygulama alanı mevcuttur.

Genel olarak spektral çözünürlüğe bağlı olarak algılayıcı sistemler;
? Geniş-bant aralıklı
? Dar-bant aralıklı
? Spektral
? Hiperspektral algılayıcılar olarak gruplandırılır.

Dijital verideki en küçük birim “bit” ile ifade edilir.

8bit’ten oluşan bütüne bayt (byte) denir.

Bir görüntü veren algılayıcı sistemin radyometrik çözünürlüğü gelen ışınım enerjisindeki en küçük farklılıkları ayırt edebilme yeteneği olarak tanımlanır.

Dijital uydu görüntüsünde piksel değerleri 0 ile
2n-1 değeri arasında tanımlanır. Buna göre bu uydu görüntüsündeki her bir piksel 0-255 arasında değişen veri değerine sahiptir.

Dosya boyutu=Görüntü boyutu (satır*sütun) x Radyometrik çözünürlük (bit)

Zamansal çözünürlük bir uydu algılayıcısının aynı bölgenin görüntüsünü hangi sıklıkta algıladığını belirtir.

Uydu görüntülerinin zamansal çözünürlüğü uydunun yörünge karakteristiğine bağlıdır.

zamansal çözünürlük özellikle;
? Yeryüzünün belirli bölgeleri için bulutsuz görüntü alma olanağının sınırlı olması durumunda,
? İnsan ve/veya doğal kaynaklı afet olaylarının izlenmesinde,
? Çok-zamanlı görüntülerin karşılaştırmalarını gerektiren uygulamalarda,
? Dinamik özelliğe sahip arazi örtü sınıflarının zaman içindeki gelişiminin izlenmesinde kritik bir faktördür.

Lokal ölçekte yaygın olarak kullanılan algılayıcı sistemler:
? IKONOS
? Worldview-1
? Quickbird
? Geoeye-1

Orta ölçekte yaygın olarak kullanılan algılayıcı sistemler:
? LANDSAT
? IRS
? SPOT
? Terra-ASTER
? RapidEye

Küçük ölçekte yaygın olarak kullanılan algılayıcı sistemler:
? Terra-MODIS
? NOAA/AVHRR

Algılayıcı sistemler
? ENVISAT ASAR
? RADARSAT-I
? TerraSAR-X
? ALOS-PALSAR
? COSMOSkyMed

Analog bir görüntünün dijital görüntüye dönüştürülmesi ya da “dijitalleştirme” olarak da adlandırılan bu işlem, örnekleme (sampling) ve nicemleme (quantization - genliğin ayrıklaştırılması) adımlarından oluşur.

Örnekleme noktalarının düzlemde sıralanmasıyla oluşan geometrik ilişki grid olarak tanımlanır. Gridi oluşturan her bir örnekleme noktası piksel (pixel; picture x element) olarak adlandırılan bir resim elemanına karşılık gelir.

Bir pikselin bir veri dosyasında veya görüntüdeki konumu bir koordinat sistemi ile gösterilir. İki boyutlu koordinat sisteminde, satır ve sütundan (N x M) oluşan grid sistemi ile belirtilen her bir piksel konumunun 2 koordinat değeri (x,y) vardır. Böyle bir grid içinde yer alan görüntü verileri raster veri olarak adlandırılır

Djital görüntü verisinin boyutu veri katmanı (bant) sayısı ile saptanır.

Genel olarak dijital görüntüler dört grupta toplanır:

1) Binari görüntü

2) Gri renk seviyeli görüntü

3) Renkli görüntü

4) Çok spektrumlu görüntü

Binari görüntü en basit görüntü çeşidi olup sadece 0 veya 1 olmak üzere 2 değer (siyah ve beyaz) alırlar. 

Gri renk seviyeli görüntü monokrom veya tek renkli görüntülerdir. Renk bilgisi içermeyip sadece parlaklık bilgisi içerirler. 

Renkli görüntü renk, cisimlerin farklı dalga boyuna sahip elektromanyetik dalgaları farklı şekilde yansıtma özellikleri (parlaklık değeri) ile ilişkilidir. Doğal renkli görüntü, elektromanyetik spektrumun kırmızı, yeşil ve mavi bölgelerinden alınmış dijital görüntülerin bilgisayar ekranında RGB katmanlarında görüntülenmesi ile elde edilir.

Çok spektrumlu görüntü görünür spektrumun dışındaki bölgelerden alı- nan ve yanlış renkli görüntü olarak da adlandırılan görüntülerdir. Örneğin morötesi, kızıl ötesi dalga boyları gibi. Bu tür verilerin kaynağı, uydu sistemleri, su altı algılama sistemleri, değişik tipteki uçak radarları, kızıl ötesi görüntüleme sistemleri ve tıbbi tanı görüntüleme sistemleridir.

Uzaktan algılamada görüntü depolamada kullanılan gri renk tonu skalası genellikle 256 (8bit) dır.

Bir cismin uydu görüntüsünde ayırt edilebilirliğigörüntünün mekânsal, spektral ve radyometrik çözünürlükleri ile ilişkilidir. Buna ek olarak cismin; boyutu, doğrultusu, rengi (ya da spektral yansıtım özelliği), dokusu, arka plan ile kontrastı, örüntüsü ve diğer cisimlerle olan birleşimi de dikkate alınması gereken diğer faktörlerdir.

Yakın kızıl ötesi bölgesi bitki yansıtımın en yüksek, kırmızı bölge ise en düşük olduğu bölgedir.

Kontrast, bir cismi (veya görüntüdeki temsilini) diğer cisimlerden ve arka plandan ayırt etmeye yarayan görsel özelliklerdeki farklılıktır. Görsel algılamada kontrast, bir cismin aynı görüş alanında bulunan diğer cisimlerle olan renk ve parlaklığındaki farklılıklar ile belirlenir. En basit ifade ile kontrast, görüntüdeki en parlak bölüm ile en karanlık bölüm arasındaki fark olarak tanımlanabilir.

Görüntü histogramı, dijital bir görüntüdeki tonal frekans dağılımının grafik gösterimidir. Diğer bir ifade ile görüntüdeki her bir parlaklık değerini içeren toplam piksel sayısı ile görüntü piksellerinin istatistiksel dağılımı gösterilmektedir.

Piksel ölçü vektörü (xij); tek bir pikselin tüm bantlar için veri dosya değeridir.

Mod; histogramın maksimum olduğu diğer bir deyişle frekansı en büyük parlaklık değeridir. 

Medyan; histogram alanını eşit iki parçaya bölen dijital değerdir. Toplam piksellerin %50’ si bu değerin altında ve %50’si de bu değerin üstündedir. Diğer bir ifadeyle, görüntüdeki bütün pikseller parlaklık değerlerine göre küçükten büyüğe sıralandığında tam orta sıradaki parlaklık değeri verinin medyanıdır.

Mekânsal çözünürlük görüntüde ayırt edilebilir detay seviyesini gösteren bir özelliktir. Diğer bir ifade ile bir uydu görüntüsünde görünen detaylar algılayıcının mekânsal çözünürlüğüne bağlı olup, bu değer görüntünün en küçük elemanı olan bir pikselin yeryüzündeki kapladığı alana karşılık gelmektedir.

Mekânsal çözünürlük açısından uydu görüntüleme sistemleri:

• Düşük mekânsal çözünürlüklü sistemler (30 - ı1 km)

• Orta mekânsal çözünürlüklü sistemler (4 m - 30 m)

• Yüksek mekânsal çözünürlüklü sistemler (0.5 m - 4 m) olarak gruplandırılmaktadır.

Spektral dalga boyu genişliği: Bir algılayıcının, elektromanyetik spektrumda kaydedebildiği spesifik dalga boyu aralığıdır.

Radyometrik Çözünürlük: Bir görüntü veren algılayıcı sistemin radyometrik çözünürlüğü gelen ışınım enerjisindeki en küçük farklılıkları ayırt edebilme yeteneği olarak tanımlanır.

Zamansal çözünürlük bir uydu algılayıcısının aynı bölgenin görüntüsünü hangi sıklıkta algıladığını belirtir.