Algılayıcıya bağımlı yöneltme modeli ile üçlü bindirmeligörüntülerin konum doğruluğunun belirlenmesi
Georeferencing accuracy assessment of tri-stereo satellite images by sensor dependent orientation model
Yazar: GÜRSU AYTEKİN
Danışman: PROF. DR. HÜSEYİN TOPAN
Zonguldak Bülent Ecevit Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Geomatik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Jeodezi ve Fotogrametri = Geodesy and Photogrammetry

Özet:
Konuma bağlı uygulamalarda uydu görüntülerinin başarısı, algılayıcıların yöneltilmesi ile
ilişkili olup, özellikle algılayıcıya bağımlı yöneltme yöntemi ile elde edilen konumsal
doğrulukların en üst seviyede gerçekleştiği görülmektedir. Bunun yanında bazı yetenekli
uyduların çevik ve esnek yapıları sayesinde elde ettikleri ikili/üçlü bindirmeli görüntüler,
Yeryüzünün üç boyutlu olarak gerçeğe en yakın şekilde tasvir edilebilmesine yardımcı
olmaktadır. Yeryüzüne ait üçüncü boyut bilgisi konuma bağlı uygulamalarda oldukça gerekli
olup, bindirmeli görüntülerin uygun yöntemlerle yöneltilmesini gerektirmektedir. Bu tez
kapsamında ikili ve üçlü bindirmeli uydu görüntülerinin, algılayıcıya bağımlı yöntem ile
yöneltilmesi ve birbiriyle konumsal doğruluk açısından karşılaştırmasının yapılarak, üçlü
bindirmeli görüntülerin konuma bağlı uygulamalara olan katkısı irdelenmiştir. Ayrıca algılayıcı
yöneltme esnasında ortaya çıkan bir çok özel durum değerlendirilerek uygun çözüm yöntemleri
araştırılmıştır. Uygulamada Zonguldak test alanına ait ikili ve üçlü bindirmeli olarak alımı
yapılmış Göktürk-1 uydu görüntüleri kullanılmış, tüm hesaplama ve grafik gösterimler Matlab 
ortamında geliştirilen GeoEtrim/Geo3o1 aracına Göktürk-1'in uyarlaması yapılarak
gerçekleştirilmiştir.
Uygulama sonucunda ikili/üçlü bindirmeli görüntüler için doğrudan yöneltme doğruluğunun
±6-12 m aralığında gerçekleştiği ve bunun uydu üreticisi Telespazio firması tarafından
hedeflenen doğruluk değeri (±10 m) ile uyumlu olduğu tespit edilmiştir. Ön ve demet
dengeleme ile elde edilen doğrulukların ise yer kontrol noktaları için ±mm seviyesinde,
bağımsız denetim noktaları için ±1 piksel (~ 50 cm) civarında olduğu görülmüştür. Doğruluk
değerlendirmesi açısından üçlü bindirmeli görüntülerin ikili bindirmeli görüntülerle elde edilen
doğruluğa ilave bir katkısının olmadığı tespit edilmiş, ancak burada özellikle üçlü bindirmeli
görüntülerin alımında kullanılan baz/yükseklik oranının etkili olduğu sonucuna varılmıştır.
Ayrıca konum doğruluğu açısından algılayıcı yöneltme esnasında en büyük hata kaynağı olan
bakış açılarının ön dengeleme ile dengelenmesinin gerektiği; yer kontrol noktalarına ait bakış
açılarından kestirilen bağımsız denetim noktalarına ait değerlerin ancak uygun bir nokta
dağılımıyla mümkün olduğu; burada kullanılacak kestirim yönteminin sonuçları önemli
düzeyde etkilediği sonucuna varılmıştır. Ayrıca demet dengelemede bilinmeyen olarak kabul
edilen dış yöneltme ögeleri için anlamlılık testinin yanısıra, bu yöneltme ögelerinin hem kendi
hem de bakış açılarıyla aralarındaki doğrusal bağımlılıklar da irdelenmiştir. Bununla birlikte,
farklı dış yöneltme ögesi seçiminin demet dengeleme sonuçlarını nasıl etkilediği de ortaya
konmuştur.

Abstract:
The success of using satellite imagery for geospatial applications is associated with the sensor
orientation, and it is concluded that the georeferencing accuracy by the sensor-dependent
orientation model achieved the highest level. As well, the tri-stereo images obtained by the
satellite's agile and flexible abilities help to illustrate the Earth in three dimension as real as
possible. Third dimension is an essential information in geospatial applications, and it requires
the tri-stereo images oriented by the proper methods. This thesis aims to explore the
contribution of tri-stereo images by comparing the stereo images, using the state-of-the-art
sensor dependent orientation model. In addition, the special cases occurred during sensor
orientation process have been evaluated and appropriate solutions have been suggested. In the
implementation phase, Göktürk-1 satellite images in stereo and tri-stereo modes covering
Zonguldak test site have been evaluated, and all calculations and graphical representations have
been carried out by adapting Göktürk-1 metadata file to the GeoEtrim/Geo3o1 tool developed
in the Matlab environment.
As a result of the implementation, the direct orientation accuracy for stereo and tri-stereo
images are estimated in the range of ±6-12 m, and this is within the accuracy standard (±10 m)
targeted by the satellite manufacturer Telespazio. The accuracies obtained with pre and bundle
adjustment were around ±mm for ground control points and ±1 pixel (~ 50 cm) for independent
check points. It has been concluded that tri-stereo images do not have a significant contribution
to the accuracy obtained with stereo images, under the effect of base/height ratio used in the
acquisition of tri-stereo images. Moreover, it has been achieved that look angles were the most
dominant error source, and they must be pre-adjusted. Also, interpolating the look angles of the
independent control points from ground control points as an essential and challenging process,
under the effect of suitable point distribution and proper interpolation methods. Furthermore,
the correlation among the exterior orientation parameters and their validations, and also the
cross-correlation between look angles and exterior orientation parameters were analysed.