Uzaktan algılama

Uzaktan algılama, yeryüzünün ve yer kaynaklarının incelenmesinde onlarla fiziksel bağlantı kurmadan kaydetme ve inceleme tekniğidir.
Yer ile herhangi bir temas olmaksızın yerin çeşitli özelliklerinin tespiti işidir. Uzaktan algılama kısa bir tanım yapılacak olursa, fiziksel temas olmadan cisimler hakkında bilgi almaktır. Bu iş için temel şey enerjidir. Enerji olmadan algılama yapmak imkansızdır. Nasıl ki doğadaki tüm olaylar bir enerji vasıtasıyla gerçekleşiyorsa uzaktan algılamada bu şekilde enerji vasıtasıyla gerçekleşir.
Uzaktan algılamanın anlaşılabilmesi için kendi beş duyumuzun algı özellikleri kısaca olsa da bilmekte yarar vardır. Gözlerimiz görüş alanına düşen tüm cisimleri alır ve değerlendirip tanımlaması için beyine gönderir, beyinde bunları değerlendirip algının tamamlanmasını sağlar. Aynı şekilde kulak da etraftan yayılan ses dalgalarını toplayarak anlamlandırması için beyne gönderi ve beyinde tanımlama işlevini böylece tamamlayarak duyma dediğimiz olayın gerçekleşmesini sağlar. Tüm bu olayların gerçekleşmesi içinde ATP enerjisi kullanılır. Uzaktan algılama için kullanılan enerji kaynağıda ya güneştir ya da yapay bir güç kaynağıdır.

Uzaktan algılamanın gerçekleşebilmesi için 7 şartın yerine gelmesi gerekmektedir.
Enerji kaynağı ya da ışıma
Işınım veya radyasyon ve atmosfer
Hedef ve interraksiyon
Sensör tarafından kaydedilen enerji
Transmisyon, alma ve işleme
Yorumlama ve analiz
Uygulama
Özellikleri
Doğal çevrenin önemli bir bölümünün dinamik nitelikte olması bunların bir kez belirlenmesi ile yetinilmeyip sık sık takip edilmelerini gerektirmektedir. Bunun için de, modern havacılık ve uzay teknolojisinden yararlanılır. Uzaktan algılama adı verilen yöntemle havadan ve uzaydan elde edilen görüntüler yorumlanabilir.
Hava fotoğrafları, fotogrametrik yöntemle harita yapımında kullanılmakla birlikte, çeşitli mühendislik çalışmaları ve özellikle fotointerpretasyon (foto-yorumlama) yöntemi ile doğal kaynakların bulunmasında da kullanılmakta ve böylece, Uzaktan Algılama yönteminin en önemli verilerinden birini oluşturmaktadır.
Uzaktan Algılamada Fiziksel Kuramlar
1)Planck kanunu
2)Wien kanunu
3)Stefan-Boltzmann kanunu
4)Lambertin Kosinüs kanunu
Algılama
Uzaktan algılamanın temelini oluşturan esas olay algılamadır. Algılayıcıların tipine göre sınıflandırılır. Uydular algılama tekniğinde kullandıkları enerji kaynaklarına göre Aktif algılama ve Pasif algılama olmak üzere ikiye ayrılırlar.
Aktif ve Pasif algılama
Pasif algılamada Güneş gibi başka bir kaynaktan gelen ışınların cisimlere çarptıktan sonra uyduya ulaşarak elde edilen algılama yöntemidir. Bu yöntemde gece ve gündüz olması başarımı direkt etkileyeceği gibi meteorolajik etmenlerde etkilidir. Bu tip algılama yapan algılayıcılar güneşin gönderdiği ışınlar vasıtasıyla yansıyan cisim ışınlarını ölçerler. Bu tip algılayıcıların önemli 2 özeliği vardır. İlk olarak yalnızca güneş varlığında algılama yaparlar, hava bulutlu ise algılama yapamazlar. İkinci önemli özelliği de bedava enerji kullanmaları ve bu sayede enerji tasarrufu sağlamaktadırlar. Ayrıca bu sistemler gündüz hava açıkken yansıyan tüm cisim görüntülerini algılarlar. Ancak algılanan bu görüntüler saklanma maliyeti yüksek olduğundan depolanamaz. Bu yüzden talep üzerine görüntü alınır ve kaydedilir böylece maliyet düşürülmüş olur.
Aktif algılama ise uydunun kendi kaynakları ile yaptığı algılamadır. Bu yöntemde gece gündüz olması veya meteorolojik etmenler çok önemli değildir. Bu tip algılayıcılar güneş enerjisine ihtiyaç duymazlar kendi ışınlarını kendileri gönderir ve tekrar geri almak suretiyle görüntü elde ederler. Bu tür cihazlar korkunç bir enerjiye ihtiyaç duyarlar. Ömürleri de kendilerine depolanan enerji maliyetindedir. Bu tür sistemler gece gündüz dememden sürekli görüntü alma kapasitesine sahiptirler. Bu yüzden cisimleri siyah beyaz olarak algılarlar. Trafik polislerini kullandığı radarlarda aktif algılayıcılara iyi bir örnektir. Bu tür uyduların her zaman % 10 yanılma payları vardır, bu da trafikte istenmeyen durumların ortaya çıkmasına neden olabildiği gibi profesyonel çalışmalar içinde sorun teşkil edebilmektedir. Ayrıca uzaktan algılamada Mie, Rayleigh, Nonselective(rastgele saçılım) adlı saçılmalarda vardır. Geçirgenlik ise Geçirgenlik=Geçirilen enerji/Gelen enerji ile tanımlanabilir.
Algılayıcılar
Yerden ışın yansıtan cisimlerin yaydığı ışını algılamak için geliştiren cihazlara "algılayıcı" diyoruz. (Bu algılayıcıları algılama biçimlerine göre 2 ye ayırdığımızı hatırlayınız) Algılayıcılar bir de bulundukları yani yerleştikleri yere göre ayrılmaktadırlar. Ancak algılayıcıları ayırmadan önce radyometre (temel algılayıcı) adlı cihazı tanımakta yarar var. Bu cihaz aslında bir nevi fotoğraf makinesi ya da kameraya benzetilebilir ancak onlardan da farklı olduğunu unutmamak gerekir. Radyometreler yerleştirildikleri platformlardan ışın göndererek o ışını çarpıp yansıdığı cismin özelliklerini algılayan cihazlardır ve algılayıcılar esasta radyometrelerin yerleştikleri platformlara göre ayrılırlar
Yer esaslı algılayıcılar: Bu algılayıcılar yere yakın olarak konumlandırılır ve bu şekilde çalıştırılarak kullanılırlar. Bu algılayıcılardan faydalanılarak tarımda çeşitli işlemler yapılabilinir. Genel olarak vinçlere takılırlar.
Uçak esaslı algılayıcılar: Bu tiplerde radyometrelerin uçaklara takılmasıyla elde edilirler. Bu tür algılayıcılar daha çok 2. dünya savaşı sırasında geliştirilip kullanıldı. Bu cihazlar yardımıyla düşmanının terini tespit eden diğer güç nokta atışı yaparak düşmanının mevzilerini yok edebiliyordu. Ancak günümüzde bu cihazların yerini daha modern ve gelişmiş cihazlar almıştır.
Uzay aracı esaslı algılayıcılar: Bu tip algılayıcılar ise radyometrelerin uzay araçlarına yerleştirilmesiyle oluşturulurlar. Biz bunlara yaygın olarak uydu adını veririz.
Tarihçe
Uzaktan algılamanın en önemli kaynağını uzay fotoğrafları ve tabii ki uydular oluşturur. Uzay fotoğrafçılığı insanların uzaya açılmasından 10 yıl kadar bir süre önce, 1946 yılında başlamıştır. 2. dünya savaşında Almanlar'dan alınan V-2 roketlerinin bazıları 1946 yılında ABD'de uzayın bilinmeyenlerini incelemeye yarayacak bir takım gereçlerle donatılarak fırlatılmış ve yerin 105 km yükseklikten ilk kez resmi çekilmiştir.
1955 yılında Viking-12 roketi ile 244 km ve 1959 yılında da Atlas roketi ile 1120 km yükseklikten ABD'nin bazı bölgelerinin fotoğrafları çekilebilmiştir.
Dünya da ilk uydunun 1957 yılında Sovyetler Birliği(SSCB) tarafından Sputnik adıyla uzaya gönderilmesi ile yeni bir çağ açılmıştır.
Yerin uzaydan otomatik fotoğraf makinaları ile fotoğraflarını çeken ilk insansız uydu 1959 yılında ABD tarafından uzaya gönderilen Explorer-6 uydusudur.
Yer kaynaklarının araştırılması ve yeryüzünün incelenmesi amacı ile uzaya gönderilen ilk uydu ERTS uydusudur. 1972 yılında yörüngesine ABD tarafından yerleştirilmiş ve adı daha sonra Landsat-1 olarak değiştirilmiştir. Bu uydu iş göremez hale gelince Landsat-2 bu devreden çıkınca 1978'de Landsat-3, 1982'de Landsat-4 ve 1985'te Landsat-5 uzaya gönderilmiştir. Bu uydunun amacı ziraat, orman, jeoloji, su kaynakları, haritacılık gibi yer kaynaklarının araştırılmasıdır.
Türkiye'de uzaktan algılama eğitimi, lisans seviyesinde yoğun olarak harita, geomatik, jeoloji mühendisliği ile uzay bilimleri ve teknolojileri bölümleri altında verilmektedir. Ayrıca yüksek lisans ve doktora seviyesinde bu bölümlerin yanında, Anadolu Üniversitesi, Akdeniz Üniversitesi ve Çukurova Üniversitesi bünyesinde Uzaktan Algılama ve Coğrafi Bilgi Sistemleri anabilim dalı mevcuttur.
ISPRS (International Society of Photogrammetry and Remote Sensing: Uluslararası Fotogrametri ve Uzaktan algılama Birliği) günümüzde özel ve tüzel kişilerin oluşturduğu, bu alanda Dünyanın en büyük kuruluşudur.
Kullanım alanları
Haritacılık
Ortogörüntülerin üretilmesi
Sayısal arazi modellemeli üretimi
Yeryüzü deformasyonunun izlenmesi
Topoğrafik harita üretiminde
Hidrolojik Uygulamalar:
Su Kaynakları Yönetimi
Su Kalitesi Analizleri
Deniz, Göl ve Akarsu Kirliliği inceleme
Sel Haritalaması ve izleme
Kıyı Bilimleri Araştırmaları
Deniz Yüzeyi Rüzgar ve Dalga Araştırmaları
Deniz Yüzeyi Sıcaklık Dağılımı Belirleme Çalışmaları
Kar Dağılımını ve Miktarını Belirleme ve Erime Miktarı Tespiti
Buz Erimesi ve Buz Hareketi Gözetleme
Gemi Atıkları izleme
Okyanus Bilimleri Araştırmaları
Sulak alanların haritalanması
Buz konsantrasyonlarının tespiti(NOAA)
Buz kirliliği
Nehir yatakları ve nehirler
Yağış düşen alanların belirlenmesi ve düşen yağışın tespiti
Jeolojik Uygulamalar
Jeolojik Yapı Araştırmaları ve Haritalama
Fay, Çizgisellik ve Kırıkların Tanımlanması
Yüzey Sekli Analizi
Delta veya Kıyı Yüzey Şekillerinin Analizi
Topoğrafya Çalışmaları
Jeotermal Araştırmalar
Deprem Araştırmaları
Volkanik Araştırma Çalışmaları ve İzleme
Maden ve Yeryüzü Kaynaklarının Aranması
Kum ve Ponza alanlarının tespiti
Petrol aramaları
Jeobotanik
Kayaç tiplerinin tespiti
Çevresel jeoloji
Jeolojik riskler
Ormancılık Uygulamaları
Orman Bitki Örtüsünün Haritalanması ve Sınıflandırılması
Ağaçlandırma Araştırma ve Çalışmaları
Orman Kaynakları Envanterinin Belirlenmesi
Ağaç Hastalık ve Böceklenmelerini Gözetleme ve Önleme
Ormansızlaşma ve Çölleşme İzleme ve Araştırmaları
Kereste Üretimi Tahmini ve Planlaması
Orman Yangını İzleme
Orman Yönetimi
Nem miktarı
Tür çeşitliliğinin tespiti ve haritalanması
Zirai Uygulamalar
Ürün Tipini Ayırma
Ürün Gelişimi İzleme
Ürün Rekolte Tayini
Ürün Hasar Tespiti (Hastalık, Böceklenme vb.)
Toprak Nemi ve Türünü Belirleme ve Sınıflandırma
Tarım Faaliyetleri Organizasyonu
Alan yönetimi
Tarımsal sigortalama
Denizcilik ve Kıyı Yönetimi
Akıntılar ve sirkülasyonların tespiti
Stok tahmini yapmada
Su kalitesi ve sıcaklığı tespiti (SST)