CBS103U-COĞRAFİ BİLGİ SİSTEMLERİNE GİRİŞ
Ünite 7: CBS ve Uzaktan Algılama İlişkisi
Giriş
Küresel Konum Belirleme Sistemi (GNSS) veya Küresel Konumlama Sistemi (GPS); konumlandırma, uzaktan algılama ve coğrafi bilgi sistemleri (CBS) alanlarında büyük değişime yol açmıştır. Bu bölüm; mekânsal bilgi sağlamak amacıyla verimlilik ve maliyete bağlı olarak farklı metodolojilerin birleştirilmesi için gereken yeni coğrafi bilgi konseptinde uzaktan algılama, dijital fotogrametri ve coğrafi bilgi sistemleri için temel arka planı sunmaktadır.
Coğrafi bilgi sistemleri dört farklı alandaki faaliyetlerden ortaya çıkmıştır: Kartografi, bilgisayar grafikleri, veri tabanları ve uzaktan algılama. Bu bölümde, özellikle uzaktan algılama ve CBS arasındaki ilişki ele alınacaktır.
Uzaktan Algılama Temelleri
Uzaktan algılama; bir nesne, alan veya olay hakkında fiziksel temas olmaksızın bilgi toplamak ve yorumlamak olarak tanımlanabilir. Elektromanyetik dalga boyunun görünür kısmındaki fotogrametri, uzaktan algılamanın temel şeklidir ancak teknolojik gelişmeler sayesinde yakın kızılötesi, termal kızılötesi ve mikrodalga dâhil olmak üzere diğer dalga boylarında da bilgiye erişim sağlanmıştır. Çok sayıda dalga boyu bandı üzerinde bilgi toplanması, multispektral veya hiperspektral veriler olarak adlandırılmaktadır. İnsanlı ve insansız sistemlerin geliştirilmesi, uzaktan algılanan verilerin toplanmasına olanak sağlamakta ve geniş alanlarda bilgi elde etmek için maliyeti düşük bir yol sunmaktadır. Arazi yüzeylerini ve çevre koşullarını belirleme ve izleme için uzaktan algılama kapasitesi son birkaç yılda büyük ölçüde genişlemiştir ve uzaktan algılanan veriler doğal kaynak yönteminde önemli bir araç olmuştur.
Uzaktan algılama verileri ve teknolojileri birçok alanda kullanılmaktadır. Havadan veya uzaydan çekilen görüntüler dünya yüzeyi hakkında önemli bilgiler sağlamaktadır. Dünya yüzeyindeki nesneler ve özellikleri hakkında bilgi toplamaya yardımcı olan temel işlemler şunlardır: (i) Enerji kaynağı, (ii) kaynaktan yeryüzüne enerji iletimi, (iii) enerjinin dünya yüzeyi ile etkileşimi, (iv) atmosferden yansıyan/yayılan enerjinin yayılması, (v) sensör tarafından yansıyan/yayılan enerjinin tespiti, (vi) alınan enerjinin fotografik/dijital veri biçimine dönüştürülmesi, (vii) veri ürünlerinden bilgi içeriğinin çıkarılması, (viii) bilgilerin harita/tablo formatına dönüştürülmesi (Bkz. Şekil 7.2)
Uzaktan Algılamada Veri
Elektromanyetik Spektrum
Elektromanyetik enerji ile cisim arasındaki etkileşim anında cisim tarafından yansıtılan, soğurulan ve geçirilen enerji o cismin yansıtma, soğurma ve geçirgenlik özelliklerine bağlıdır. Elektromanyetik enerji spektrumu, kozmik ışınlardan radyo dalgalarına kadar olan sürekli bir enerji ortamıdır. Görünür ışıklar, gözümüzle gördüğümüz renklerdir. Bu renkler mavi, yeşil ve kırmızıdır. Diğer
gördüğümüz renkler bu üç rengin kombinasyonu ile oluşmaktadır. Uzaktan algılamada görünür ışık, kızıl ötesi bölgesi ve mikrodalga bölgesinde kullanılmaktadır.
Gözle görülür kısımlar (0,4-0,7 mm dalga boylarında) hem fotoğraf hem de algılayıcılarda kullanılır. Kızılötesi radyasyonu, elektromanyetik spektrumun 0,7-15 mm dalga boyları arasında değişmektedir. Kızılötesi radyasyonu, yansıyan kızılötesi (0,7-1,3 mm) ve yayılan kızılötesi (3-14 mm) olarak ikiye ayrılırken yansıyan kızılötesi de yakın (0,7-1,3 mm) ve orta (1,3-3 mm) kızılötesi olmak üzere ikiye ayrılır. Güneş, uzaktan algılamada en önemli enerji kaynağıdır. Güneşten gelen elektromanyetik dalgalar bir miktar uzayda yayılmaktadır; kalanı ise yeryüzü atmosferine ulaşıp atmosferik parçacıklar ve gazlarla etkileşime girmektedir. Bu etkileşim yutulma, saçılma ve tekrar uzaya geri yansıma şeklinde olabilmektedir. Atmosferde yutulmayan ve saçılmayan elektromanyetik ışınlar yeryüzüne ulaşır ve cisimlerle üç şekilde etkileşimde bulunmaktadır; yutulma, geçirilme ve yansıtma. Yeryüzündeki cisimlerin tür ve özellikleri spektral yansıtımı dalga boyuna bağlı olarak değişiklik göstermektedir. Bu farklı türdeki cisimlerin yüzeylerine gelen ışınların yansıma özelliklerini gösterir ve spektral yansıma eğrileri üretilebilir (Bkz. Şekil 7.5). Böylece arazi örtüsü ve arazi kullanımı hakkında uzaktan algılama verileri ve teknikleri sayesinde hızlı ve güvenilir bir şekilde bilgi sağlanabilmektedir.
Uzaktan Algılama Platformları
Uzaktan algılama, nesneler veya alanlar hakkında belirli bir mesafeden bilgi edinme bilimidir. Bu bilgiler farklı sistemlerle elde edilebilir. Uzaktan algılamanın ilk zamanlarında kuş ve balon gibi araçlar kullanılırken, bugün, yer-bazlı platformların, uçak-bazlı [insansız hava araçları ve uçak] ve uydu-bazlı sistemlerin yardımı ile veri toplanmaktadır. Her uzaktan algılama platformu farklı amaçlarla kullanılmaktadır. Örneğin bir bina hakkında uzaktan algılama teknikleri ile veri toplamamız gerekiyorsa yer-bazlı platformları kullanmak daha verimli olacaktır. Yer-bazlı sistemlerde Lidar sistemleri sık kullanılmaktadır. Çok sayıda dalga boyu bandı üzerinde bilgi toplanması, multispektral veya hiperspektral veriler olarak adlandırılmaktadır. Uzaktan algılamada algılayıcı platformları farklı şekillerde gruplandırılabilmektedirler. En önemli gruplandırmalarından biri, kullanılan enerjiye göre; pasif ve aktif sistemlerdir. Doğal olarak mevcut olan enerjiyi ölçen uzaktan algılama sistemlerine pasif sensörler denir. Pasif sensörler, yalnızca doğal olarak oluşan enerjiyi algılamak için kullanılabilir. Aktif sensörler ise kendi enerji kaynaklarını sağlar. Sensör, araştırılacak hedefe yönelik radyasyon yayar. Bu hedeften yansıyan radyasyon sensör tarafından algılanır ve ölçülür. Aktif sensörlerin avantajları arasında günün veya mevsimin hangi saatinde olursa olsun ölçümlerin her zaman elde edilmesi yer alır. Aktif sensörler, mikrodalgalar gibi güneş tarafından yeterince sağlanmayan dalga boylarını incelemek veya bir hedefin aydınlatılma şeklini daha iyi kontrol etmek için kullanılabilir.
Uzaktan Algılamada Kullanılan Veri Kaynakları ve Veri Türleri
Uzaktan algılama verileri günümüzde hava sistemleri, uydu sistemleri ve elektromanyetik spektrum boyunca dalga boylarında çalışan çeşitli aktif ve pasif sensör sistemleri tarafından elde edilmektedir. Veri kaynakları çalışmanın amacına göre belirlenmelidir. Uzaktan algılamada veri toplama sistemleri her geçen gün gelişmektedir. İHA ile uzaktan algılama robotik, bilgisayarla görme ve sensör minyatürleştirmenin gelişmesi sonucunda ortaya çıkmıştır. İHA’ların yüzeye yakın veri elde etme yeteneği; bu tür uzamsal çözünürlüğe izin vermektedir aynı zamanda uydu ve uçak sensörleri ile kıyaslandığında yarı bağımsızdırlar ve bulutlardan daha az etkilenirler. İHA esnekliği, edinim koşullarının seçilmesine olanak tanımaktadır. Bunlar; sensör tipi, görüş açıları, uzaysal çözünürlük, edinim süresi ve sıklığıdır. İHA sistemleri uydulara farklı ve tamamlayıcı bir profil sunmaktadır. İHA ve uydu sistemleri arasında çözünürlükte, özellikle uzaysal, zamansal ve alan çözünürlüklerinde her bir vektörü kullanmanın avantajları ve dezavantajları arasında tamamlayıcılıklar bulunmaktadır. Uzaktan algılama verisinin bu iki kaynağı arasında, ilkinin avantajları ikincisinin dezavantajlarını telafi ediyor gibi gözükse de aslında sinerjileri için güçlü bir potansiyel ortaya koymaktadır.
Uydu Uzaktan Algılama
Uydu uzaktan algılama genelde dünya gözlemi için kullanılmaktadır. Bir dünya gözlem uydusu veya dünya uzaktan algılama uydusu, çevresel izleme, meteoroloji, haritacılık ve diğerleri gibi askeri olmayan kullanımlara yönelik benzerleri de dâhil olmak üzere yörüngeden dünya gözlemi için kullanılan veya tasarlanmış uydudur. En yaygın türü, hava fotoğraflarına benzer şekilde uydu görüntüleri alan dünya görüntüleme uydularıdır.
Uydu uzaktan algılamanın ilk oluşumu, Sovyetler Birliği tarafından 4 Ekim 1957’de ilk yapay uydu olan Sputnik 1’in piyasaya sürülmesiyle tarihlendirilebilir. 2021 yılına kadar binlerce uydu uzaya gönderilmiştir, bunlardan yüzlercesi de dünyayı gözlemek için kullanılmaktadır. Uzaktan algılamada en önemli veri kaynaklarından biri Landsat programının verileridir. Landsat programının ilk uydusu 1972 yılında uzaya fırlatılmış olup bugüne kadar kesintisiz veri sağlamaktadır. Landsat programının son uydusu ise 2021 yılında fırlatılmıştır. Diğer açık kaynaklı uydu programı, Avrupa Uzay Ajansı’nın Copernicus programıdır. Bu program Sentinel uydulardan oluşmaktadır. Küresel, sürekli, özerk, yüksek kaliteli ve geniş bir Dünya gözlem kapasitesi elde etmeyi amaçlar. Diğer amaçların yanı sıra çevre yönetimini iyileştirmek, iklim değişikliğinin etkilerini anlamak, azaltmak ve sivil güvenliği sağlamak için doğru, zamanında ve kolay erişilebilir bilgi sağlamaktır. Copernicus programının faydalarından biri, Copernicus çerçevesinde üretilen veri ve bilgilerin tüm kullanıcılarına ve kamuya ücretsiz olarak sunulması ile alt hizmetlerin geliştirilmesine olanak sağlamasıdır. Copernicus tarafından sunulan hizmetler,
birbiriyle etkileşim hâlinde olan altı ana temayı kapsar: atmosfer, deniz, arazi, iklim, acil durum ve güvenlik. 2022 yılına kadar Copernicus programı kapsamında 6 farklı uydu programı (Sentinel 1-6) geliştirilmiş ve uzaya gönderilmiştir.
Farklı uydular, farklı veri türleri ve veri kalitesi sunmaktadır. Uzaktan algılanan görüntüler, dört farklı çözünürlük türüne göre oluşturulmaktadır: Spektral, mekânsal, zamansal ve radyometrik çözünürlük. Spektral çözünürlük, bir uzaktan algılama platformunun algılayabileceği elektromanyetik spektrumdaki bantların sayısı ve boyutudur.
Her bant, çalışma alanı ile ilgili farklı bilgi vermektedir. Mavi, yeşil ve kırmızı bölgelerin dışında tüm diğer bantları kullanılarak gözümüzle göremediğimiz bazı özellikler hakkında bilgi alabilmekteyiz. Bir görüntünün renkli olabilmesi için üç bant ile kombinasyon yapılması gerekmektedir. Farklı kombinasyonlar yapılarak aynı alana “farklı gözle” bakılabilir. Mekânsal çözünürlük, bir sensör tarafından algılanabilen veya bir görüntüsünde görüntülenebilen en küçük özelliğin boyutunu ifade eder. Genellikle bir karenin bir kenarının uzunluğunu temsil eden tek bir değer olarak sunulmaktadır.
5 metrenin altında olan görüntüler yüksek çözünürlüklü görüntüler olarak sınıflandırılmaktadır. Mekânsal çözünürlük anlamında en yüksek çözünürlüklü görüntüler, İHA ve uçak sensörlerle üretilebilir. İHA ile çekilen görüntüler santimetre hassasiyetindedir. Radyometrik çözünürlük, bir sensörün bir görüntüyü elde ederken gri ton değerlerini ayırt etme yeteneği anlamına gelir. Bir uydu yalnızca farklı yoğunluklarda farklı dalga boylarını algılar. Sadece aydınlık ve karanlık arasında ayrım yapabilir. Spektral bir görüntü, farklı gri tonlama değerlerinden oluşan bir rasterdir. Radyometrik çözünürlük, bir pikselde ne kadar bilgi olduğunu ifade eder ve bit birimleriyle ifade edilir. Bilgisayarda veri depolama ve transferlerinde bit en küçük dosya birimidir. Tek bir bit, matematiksel değeri 1 veya 0 olan ikili bir evet veya hayır kararını temsil eder. Dijital kamera gibi bir kaynaktan alınan tipik siyah-beyaz görüntüler 8 bittir yani bilgi 0-255 değeriyle temsil edilir. Buna karşılık renkli bir görüntü; 3 kanal, kırmızı-yeşil- mavi kullanılarak temsil edilir ve her kanal 8 bittir ve 24 bit bilgiye eşittir. Mavi kanalda 0 değeri, pikselin siyah olduğu anlamına gelir. Bir pikselin mavi kanaldaki değeri 255 ise pikselin parlak mavi olduğu anlamına gelir dolayısıyla bir mavi kanal pikselinin radyometrik çözünürlüğü 8 bitse 256 mavi tonu olacaktır. Radyometrik çözünürlüğün artması pikselde daha fazla değişkenlik olduğu anlamına gelmektedir. Radyometrik çözünürlük 2n olarak ifade edilmektedir. Böylece, bir görüntü 8 bitli ise, 28 ifadesiyle
görüntünün renk tonlarını hesaplayabiliriz.
Mekânsal, spektral ve radyometrik çözünürlüğe ek olarak bir uzaktan algılama sisteminde zamansal çözünürlük kavramının da dikkate alınması gerekmektedir. Bir uydunun aynı alan üzerinden tekrar geçip veri toplaması için geçen süre, zamansal çözünürlüktür. Bir uydu
sensörünün aynı alan üzerinden tekrar geçmesi birkaç günlük süreye tekabül etmektedir. Dünya yüzeyinin aynı alanının farklı zaman dilimlerinde görüntülerini toplama yeteneği, uzaktan algılama verilerinin uygulanması için en önemli unsurlardan biridir. Özniteliklerin spektral özellikleri zamanla değişmekte ve bu değişiklikler çok zamanlı görüntülerin toplanması ve karşılaştırılmasıyla tespit edilmektedir.
Uydu sistemlerinde çözünürlük farklıdır. Bazı uyduların mekânsal çözünürlüğü diğerlerinden daha yüksek ya da daha düşüktür. Aynı şekilde aynı alan üzerinde bazı uydular günlük, bazıları ise 16 günde bir veri toplamaktadırlar. Daha önce de belirtildiği gibi her uydunun bant sayıları farklıdır.
Uzaktan Algılama ve CBS Entegrasyonu
Karmaşık gerçek dünyayı temsil eden ve modelleyen mekânsal verilerin hem kalitesi hem de kullanışlılığı, özünde üç temel kartografik kural tarafından sınırlandırılmıştır: Ölçek; özellik tanımlamanın genelleştirilmesi ve dünya yüzeyinin ve atmosferinin anlamsal açıklaması. Bu üç kartografik kuralın dâhilinde temsil etmek üzere tasarlanmıştır. Teknik ve kavramsal olarak CBS ve Uzaktan Algılama iki farklı teknolojidir öyle ki uzaktan algılama ağırlıklı olarak bir veri toplama ve işleme teknolojisidir, CBS ise esas olarak veri manipülasyonu üzerine kuruludur.
Uzaktan algılama ve CBS teknolojilerinin birbirini geliştirmek için birleştirilebileceği üç ana yol vardır:
• CBS için veri toplamada, uzaktan algılamanın bir araç olarak kullanılması, • Uzaktan algılama ürünlerinin geliştirilmesinde, CBS’nin yardımcı bir araç olarak kullanılması, • Uzaktan algılama ve CBS’nin modelleme ve analiz için birlikte kullanılmasıdır.
Uzaktan algılama verileri, CBS katmanları oluşturmak için tematik bilgileri elde etmek amacıyla kullanılabilir. Hava fotoğraflarının veya uydu görüntülerinin yorumlanması ile bir dizi tematik kategori (örneğin, toprak veya arazi kullanım sınıfları) arasındaki sınırları gösteren bir harita üretilebilmektedir. Bu sınırlar daha sonra CBS’ye giriş için uygun dijital dosyalar sağlamak üzere sayısallaştırılmaktadır. Dijital uzaktan algılama verileri otomatik yöntemler kullanılarak analiz edilir veya sınıflandırılır ve ardından CBS’ye girilmek üzere dijital formatta tutulur. Kartografik bilgilerin otomatik olarak çıkarılması, CBS’ye veri girdisi olarak kullanılan uzaktan algılama görüntülerinin bir başka önemli uygulaması olmuştur.
CBS veri tabanlarının ve haritaların zamanında güncellenmesi çok önemlidir. Uzaktan algılama verileri, bu tür güncellemeler için en uygun maliyetli kaynaklardır. Uzaktan algılanan verilerin CBS’ye girdi olarak uygulanmasının bir başka alanı da değişiklik tespitidir. Bugün; uzaktan algılama ve CBS arasındaki entegrasyon,
vektör alanları içinde raster piksellerinin sorgulanmasına ve format dönüştürmeleri ve bindirmeler olmadan analizlerin gerçekleştirilmesine olanak tanımaktadır. Vektör poligonları içindeki görüntü istatistikleri daha sonra meydana gelen değişiklikleri incelemek ve haritaları güncellemek için kullanılabilir.
Kartografik temsil, CBS’ye bir girdi olarak uzaktan algılama görüntülerinin de bir uygulama alanıdır. Dijital yükseklik modelleri (YM) ile uydu görüntülerini kullanan arazi görselleştirmesi, çevresel çalışmalarda umut verici bir araç olarak uzun süredir araştırılmaktadır.
CBS verileri, çeşitli aşamalarda uzaktan algılama görüntü işleme işlevlerini geliştirmek için kullanılabilir: İlgili alan seçimi ve alana ait verilerin işleme, ön işleme ve sınıflandırması. Yardımcı veriler, uzaktan algılama verilerinden bağımsız olarak toplanan verilerdir. Yardımcı verilerin görüntü sınıflandırmasını geliştirmek için üç aşamada, yani sınıflandırma öncesi katmanlaştırma, sınıflandırıcı modifikasyonu ve sınıflandırma sonrası sıralamada kullanılabileceğini öne sürmüştür. Ön sınıflandırma yönteminde, yardımcı veriler, eğitim örneklerinin seçimine yardımcı olmak veya seçilen bazı kriterlere veya kurallara dayalı olarak çalışma sahnesini daha küçük alanlara veya katmanlara bölmek için kullanılabilmektedir. Bir görüntü sınıflandırması sırasında yardımcı veriler kullanıldığında farklı yöntem tercih edilebilir. Yardımcı veriler, ek katman olarak uzaktan algılama görüntülerine dahil edilebilirler. Başka bir yöntem ise tahmini alan kompozisyonuna veya sınıflar ile yardımcı veriler arasındaki bilinen ilişkilere göre değiştirilmesini içeren bir sınıflandırıcı modifikasyonudur. Sınıflandırma sonrası, yerleşik uzman kurallarına dayalı olarak yanlış sınıflandırılmış pikselleri değiştirmek için yardımcı veriler kullanılır. Örneğin, topografik verilerin, özellikle dağlık bölgelerde arazi örtüsü sınıflandırmasının doğruluğunu geliştirmede değerli olduğunu göstermiştir. Bunun nedeni, arazi örtüsü dağılımının topografya ile ilgili olmasıdır. Dağlık alanlarda orman sınıflandırması için yükseklik ve yükseklik verilerinden üretilen veriler, eğim, bakı vb. ile ilgili verilerin ve uzaktan algılanan verilerin entegrasyonunun, sınıflandırma doğruluğunu iyileştirmede etkili olduğu gösterilmiştir. Kentsel çalışmalarda, kentsel bölgelerin genellikle nispeten düz alanlarda yer alması nedeniyle, yükseklik verileri yerine, eğim verileri görüntü sınıflandırmasına yardımcı olmak için kullanılmaktadır. Landsat 8 uydu görüntülerine ek olarak yükseklik ve eğim verileri kullanılarak Kuzey Makedonya’nın arazi örtüsü haritasını üretmek için entegre bir şekilde kullanılmıştır.
Sayısal Arazi ve Sayısal Yüzey Modeli Üretimi
Son yıllarda hızla gelişen İnsansız Hava Araçları (İHA); veri toplama, arazi analizleri, ölçme, üç boyutlu (3B) yüzey modelleme gibi birçok uygulamalar da kullanılmaktadır. Hem İHA hem de uydu görüntülerden birçok fotogrametrik ürünler üretilebilmektedir. Bunlardan bazıları: Coğrafi veriler, arazi modelleri, vektörel haritalar, ortofoto, 3 boyutlu modellerdir. Arazi modelleri, uzaktan algılama ve
CBS uygulamalarında yoğun olarak kullanılan verilerdir. Arazi modelleri, sayısal model olarak üç şekilde gösterilir:
• Sayısal Yükseklik Modeli (SYM) • Sayısal Arazi Modeli (SAM) • Sayısal Yüzey Modeli (YM)
SYM, yeryüzü topoğrafyasını en sade ve çıplak şekilde gösteren 3 boyutlu modeldir. SYM, yeryüzü topoğrafyasını en basit şekilde gösterdiği için, en yaygın kullanılan model olarak tanımlanmaktadır. SAM ise 3 boyutlu yerine 2,5 boyutlu model olarak adlandırılır. SAM arazi yüzeyinin belirgin topografik özelliklerinin ve arazinin gerçek şeklinin daha iyi biçimde sayısal olarak gösterimidir. SYM ve SAM’de olduğu gibi YM de yükseklik bilgilerini göstermektedir. YM’nin SAM ve SYM’den farkı; yükseklik bilgilerinin ağaç, yapılar ve diğer objelerin yüzeyine ilişkin olmasıdır (Bkz. Şekil 7.18).
Uzaktan algılama verilerinden arazi modeli oluşturmak için fotogrametri yönteminin kullanılması gerekmektedir. Tek bir hava veya uydu fotoğrafından yükseklik bilgi elde edilemez. Yükseklik bilgisi ya da üç boyutlu model oluşturmak için aynı alana ait iki farklı açıdan çekilmiş görüntülerin olması gerekmektedir ve bu tür görüntülere stereoskopik görüntü denir. Stereo görüntülerin dışında radar verileri ve Lidar verilerinden de arazi modeli oluşturulabilir.
Lidar Sistemleri
Işığı Algılama ve Mesafe Ölçme, aktif sistem prensibine göre çalışan ve belirli bir mesafedeki hedefin uzaklığını ve/veya diğer bilgilerini belirlemek için gönderilen lazer ışın dalgalarının özelliklerini ölçmeye yarayan bir aktif optik uzaktan algılama teknolojisidir. Lidar veriler, görüntü şeklinde değil nokta bulutu şeklindedir. Lidar modelleri detaylı sayısal modeli üretmek için kullanılmaktadır. Lidar platformları yersel, uçak-bazlı veya uydu-bazlı olarak gruplandırılabilir. Yersel platformlar daha küçük alanlar için kullanılırken geniş çalışma alanları için uçak veya uydu bazlı Lidar platformları seçilmelidir. Lidar sistemleri, bir nesneye olan mesafeyi ölçmek için gönderilen lazer ışığının sensörden nesneye gitmesi ve menzili belirlemek üzere geri dönmesi için gereken kesin zamanlamayı kullanır. Ölçüm ekipmanı, bir Küresel Navigasyon Uydu Sistemi (GNSS) ve bir İnersiyal Ölçme Ünitesi (IMU) içerir. GNSS, konum ve hızı sağlarken IMU, ivmeölçerlere dayalı olarak oryantasyon bilgisini ölçer. IMU’yu kullanarak hatalı konum ölçümlerini (ör. GNSS verilerindeki boşluklar) düzeltmek mümkündür. Sensörün bilinen konumu ve bu mesafe ölçümlerinin kesin yönü ile bir nesnenin konumu (x, y, z) tanımlanır.
İnterferometrik sentetik açıklıklı radar (InSAR), arazi modeli ve topografik haritanın oluşturulmasında yaygın olarak uygulanan radar sinyalinin faz verilerinden topografyanın üç boyutlu bilgisini çıkarmak için kullanılan bir tekniktir. Radar tarafından gönderilen mikrodalgalar, görüntüleme periyodu boyunca aynı frekans ve benzer iz ile sürekli olarak dalgalanırsa serbest kalma yönleri hemen
hemen aynı hat üzerinde oluşur. Bu nedenle girişim olayı meydana gelir ve faz farkının mekânsal dağılımı saçaklardan yansır. Radar dalgalarının bu girişim fenomenine dayanarak Sentetik açıklıklı radar interferometri teknolojisi ortaya çıkmış olur, aynı gözlem alanındaki farklı açı için radar görüntüleri en az iki kez ve yer nesnelerinin göreceli yüksekliği, faz farkı bilgisi ile elde edilebilir.
Arazi modellerinden ve yükseklik bilgilerinden birçok veri üretilebilir. Örneğin bakı, eğim, tepe gölgesi, kontur ve benzeri haritalar herhangi bir CBS programında kolaylıkla üretilebilir. Arazi modelleri altyapı yönetimi, hidroloji ve akış yönü çalışmaları ve arazi kullanım planlaması gibi alanlarda kritik öneme sahiptir. Arazi modelleri birçok alanlarda kullanılmaktadır, onlardan bazı örnekler:
• Su akışını veya kütle hareketlerini modelleme (örn. heyelanlar) • Fiziksel modeller oluşturma (örn. yükseltilmiş kabartma haritalar) • Hava fotoğrafçılığını veya uydu görüntülerini düzeltme • 3B görselleştirmeler oluşturma • Yerçekimi ölçümlerini azaltma (arazi düzeltme) (örn. gravimetri, fiziksel jeodezi) • Fiziki coğrafya ve jeomorfolojide arazi analizi.