Küçük alanlarda model uçaklarla haritalama amaçlı veri üretim olanaklarının araştırılması
Searching the posibilities of data acquisition through the model aircraft for mapping purposes
Yazar: SERKAN KARAKIŞ
Danışman: PROF. DR. ŞENOL KUŞÇU ; YRD. DOÇ. DR. HÜSEYİN TOPAN
Zonguldak Karaelmas Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeodezi ve Fotogrametri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2011
Konu: Jeodezi ve Fotogrametri = Geodesy and Photogrammetry
Dizin: Yakın resim fotogrametri yöntemi = Close range photogrammetry method ; İnsansız hava aracı = Unmanned aerial vehicle

Özet:
Fotogrametrik taşıyıcı platformlar ele alındığında, fotogrametri ekibini ve görüntülemesistemini üzerinde taşıyacak tonajlı uçaklar söz konusu olmaktadır. Hava trafiği kapsamındahem uçağın kalkış izin işlemleri hem de maliyetleri düşünüldüğünde, kısa periyodlarda uçuşyapılması fizibilite açısından pek mümkün olmamaktadır. Aynı şekilde görüntülemesistemlerinin milyon dolarlara ulaşan fiyatları göz önüne alındığında daha uygun şartlardatekrarlı ölçümler yapılması günümüz haritacılık çalışmaları içerisinde değişik çözümönerilerine yönelmelere sebep olmaktadır. Bu tez çalışması kapsamında günümüzfotogrametrik taşıyıcı platformları ve görüntüleme sistemlerine alternatif olan İHA ve metrikolmayan kamera kullanılarak, haritalama amaçlı veri üretim olanaklarının araştırılmasıamaçlanmıştır.Çalışmanın ana unsurlarından İHA, 1.90 m kanat açıklığına sahip eğitim amaçlı bir modeluçaktır. Model uçağın taşıyıcı platform olarak kullanımına kadar olan hazırlık sürecinde, model uçağın birleştirilmesi, görüntüleme sisteminin model uçağın üzerine yerleştirilmesiöncesi donanım ve uçuş hazırlıkları yapılmıştır.Çalışmanın ana unsurlarından İHA, 1.90 m kanat açıklığına sahip eğitim amaçlı bir modeluçaktır. Model uçağın taşıyıcı platform olarak kullanımına kadar olan hazırlık sürecinde,model uçağın birleştirilmesi, görüntüleme sisteminin model uçağın üzerine yerleştirilmesiöncesi donanım ve uçuş hazırlıkları yapılmıştır.Çalışmada kullanılan kamera Canon firmasının üretmiş olduğu EOS450D modelidir. Kameraile birlikte 18-55 mm maksimum 3.5 diyafram açıklıklı ve 35 mm maksimum 2.0 diyaframaçıklığına sahip iki farklı lens kullanılmıştır. Kamera 18-55 mm kit lens ve 35 mm lens içinlaboratuvar ortamında ayrı ayrı test edilmiştir. Hassas bir şekilde iç yöneltme bilinmeyenlerihesaplanarak projeye dahil edilmiştir. Tez çalışmasının temelini 18-55 mm lensoluşturmaktadır. 35mm lens ile alınan görüntüler, çözüm önerisi olarak çalışmada yerinialmıştır.Boyuna bindirmelerin sorunsuz bir şekilde sağlanabilmesi için kolon boyunca görüntüalımının hassas bir şekilde ayarlanması gerekmektedir. Bu nedenle elektronik bir zamanlayıcıtasarlanmıştır. Farklı süre ayarlamaları iteratif olarak değerlendirilmiş ve uygunluğuna göreuygulama aşamasında kullanım olanağı araştırılmıştır.Zamanlayıcı için kristali içerisine dahil edilmiş bir mikrodenetleyici kullanılmış bu sayedehassas bir şekilde zaman fonksiyonları entegre içerisine C programlama dili yardımıylagirilebilmiştir.Uçuşlar genellikle Zonguldak ve Kozlu Beldesi arasında yer alan sahil şeridindegerçekleştirilmiştir. Test alanının en büyük avantajlarından biri sahil şeridinde fazlakullanılmayan toprak bir yolun pist olarak kullanılmaya çok elverişli olmasıdır. Farklıtarihlerde bölgede tekrarlı görüntü alımları gerçekleştirilmiştir. En uygun olarak, 12 Kasım2010 tarihinde alınan görüntüler çalışmaya temel oluşturmaktadır.Tez çalışması kapsamında alınan görüntüler, karşılıklı stereo değerlendirme ve demet blokdengeleme yöntemleriyle ayrı ayrı incelenmiş, 1997 yılı vektör haritaları ve 2010 yılı dijitalhava kamera görüntüleriyle karşılaştırılmıştır. Büyük ölçekli harita yapımına uygun geometrikdoğruluk sağlamasının yanında, alçak irtifa uçuşları sayesinde, yakın saha çekimlerininyüksek semantik bilgi içeriği tatminkar sonuçlar vermektedir.

Abstract:
When the photogrammetric carrier platforms are being discussed, tonnage aircrafts whichcarry photogrammetric imaging system and staff are in question. Within the scope of airtraffic, short periodic flights are not possible in terms of feasibility by considering both flightpermissions and costs. Similarly, when the high cost of imaging systems is considered, itleads to search different solutions which provide repetitive surveys with better conditions forrecent mapping studies. Within this thesis study, alternatives of recent photogrammetriccarrier platforms and imaging systems have been aimed by searching the possibilities of dataacquisition for mapping purposes.The basic element of this study is a UAV, which is a model aircraft having 1.90m wing span.During the preparation period of the model aircraft as a carrier platform, association of modelaircraft parts, placement of imaging system on model aircraft have been carried outsuccessfully.Canon EOS450D camera were used for this study. 18-55mm focal length with 3.5 apertureand 35mm focal length with 2.0 aperture lenses were used with the camera that has beentested in laboratory for 18-55 and 35mm lenses separately. Interior orientation parametershave been calculated accurately and combined to the project. 18-55mm lens has been used asbasic prop. Images taken by 35mm lens has been figured out as solution recommendations.Flights were usually organized over the coast which located between Zonguldak City andKozlu Town. One of the biggest advantages of the test area is that there is an unused roadwhich is quite suitable for use as a runway on the coast. In test area, repetitive imageacquisitions were performed regularly on different dates. The optimal images have been takenon 12th November 2010.The images were studied separately as stereo photogrammetry and bundle block adjustmentand compared with vector maps of 1997 and digital aerial camera images of 2010respectively. In addition to the providing of geometric accuracy that is suitable for productionof large-scale map, it has been observed that high semantic information content of close rangephotogrammetry gives satisfactory results with low-altitude flights.