Dijital Kameralar (Airborne Digital Cameras)
 Klasik fotogrametrik görüntü alımındaki değişim, dijital kameraların gelişimi ile
sağlanmaktadır.
 Dijital görüntü, analog görüntü ile kıyaslandığında önemli üstünlüklere sahiptir.
 Dijital görüntüler dijital kamera sensörler (alıcılar) aracılığı ile üretilmektedir.
 Bugün dünyada farklı özellikle dijital kameralar üretilmektedir. Yaklaşık 12 yıl
önce ilk dijital kamera üretilmiştir.
 Kameralar çok alıcı sisteme sahip olmakla birlikte, GPS/INS sistemleri ile de
entegre olabilmektedirler.
 Bir çok hava dijital kamera sistemi şu an dünyada aktif olarak kullanılmaktadır.
Yakın gelecekte bu sistemlere olan ihtiyaç, özellikle farklı spektrum görüntülerini
gerektiren uygulamalarla ortaya çıkacaktır.
 Ayrıca fotogrametrik amaçlı olmayan dijital hava kameraları da mevcuttur ve
kullanılır durumdadır.
1.12.2014
Fotogrametri II- Doç. Dr. Fevzi Karslı
Sayfa 1
Analogdan Dijitale Geçiş Süreci
 Yıllardır standart fotogrametrik uygulamalar için veri temin aracı olarak
analog kameralar kullanılmakta idi. Bu kameraların en önemlileri RMK-Top
(Intergraph/ZI-Imaging) ve Leica/LH-Systems R30 olup ayrıca bunların farklı
tipleri de kullanılmaktadır.
 Bu kameralar yaklaşık olarak 60:40 gibi eşit bir yüzde ile pazarda yer
bulmakta, sayıları dünyada 2000’ e yakındır. Örneğin RMK-A ve RC-8 serisi
kameralar yaklaşık 40 yıldır kullanılmaktadır. Bu kameralar 23×23 cm film
boyutuna sahiptir.
 Leica RC-10 ve RC-30 serisi yaklaşık 500 adet olup halen kullanılır
durumdadır. Yılda ortalama 8-12 arasında satış yapılmaktadır.
 Zeiss RMK-A/Top serileri ise 850 civarında olup yine aktif durumdadır.
Yıllık satış ortalaması 6-8 adettir.
 Fotogrametrik amaçlı görüntü üreten başlıca dijital kameralar ADS80
(Leica), DMC II250 (Intergarph/Zeiss), Ultracam Eagle (Microsoft Vexcel) ve
DSS 439 (Applanix).
1.12.2014
Fotogrametri II- Doç. Dr. Fevzi Karslı
Sayfa 2
Analogdan Dijitale Geçiş Süreci
2006 yılı verileri
Ürün
Satış Adedi
Üretim Yılı
ADS40
(Leica)
27
2001
DMC
(Intergarph)
22
2003
UltracamD
(Vexcel)
19
2003
DSS
(Applanix)
33
2002
ADS40 Yıllara göre satış miktarı
Kıtalara göre kamera satış adedi:
Amerika: ADS 14, DMC 7 adet
Asya: ADS 6, DMC 10
Avrupa: ADS 7, DMC 5
Grafiğe göre takip eden beş yıllık
periyotta bu miktar 80 civarında olacaktır.
Ayrıca 2013 itibariyle Leica, Intergraph
ve Vexcel dünya genelinde yaklaşık 350400 civarında kamera üretip satmış
olacaklarıdır. Bu sayı bugüne kadar
üretilmiş analog kamera sayısının çok
altındadır.
2009 Eylül ayı verilerine göre satılan
Dijital Kamera sayısı 250-300 adet
arsındadır.
1.12.2014
Fotogrametri II- Doç. Dr. Fevzi Karslı
Sayfa 3
Geometrik Özellikler
Çerçeve kameralar (DMC, Ultracam). Bu kameralarda CCD ve CMOS alıcıları
kullanılır.
CMOS alıcılar büyük formatlı ve özellikler yersel dijital kameralarda (Kodak, Nikon ve
Canon) kullanılır. Radyometrik doğrulukları düşüktür. Günümüzde artık büyük
formatlı kameralarda da kullanılmaya başlanmıştır. Küçük piksel boyu ile max piksel
sayısı üretirler.
CCD detektörler ise 5-6 mikron düzeyinde piksel üretebilmektedir (9-12 mikron
önceleri). Buna bağlı olarak 16-40 Mpiksel e kadar yersel kameralarda görüntü
üretirler. Hava kameralarında orta formatta görüntü üretirler.
CCD (charged coupled device)
CMOS
(complementary
metal-oxide
semi-conductor)
İdeal olarak
CCD (yaklaşık 30000 piksel)
23 cm ve 7 mikron piksel
1.12.2014
Fotogrametri II- Doç. Dr. Fevzi Karslı
Sayfa 4
Geometrik Özellikler
Satır tarayıcı kameralar (Leica ADS)
Pankromatik: 3 satır tarayıcı
Renkli+Kızılötesi: 4 satır tarayıcı
Geometri için direct sensor
orientation gerekli (GPS + IMU)
Satır tarayıcı kamera görüntü alımı
1.12.2014
Fotogrametri II- Doç. Dr. Fevzi Karslı
Sayfa 5
Geometrik Doğruluk: Farklı kameralar
GSD: Ground Sampling Distance (Yer örnekleme aralığı)
1.12.2014
Fotogrametri II- Doç. Dr. Fevzi Karslı
Sayfa 6
Dijital Hava Kameraları (Çerçeve)
Çerçeve kamera
Z/I Intergraph DMC
(140, 230, RMK-D),
DMC250
Vexcel UltraCamD
UltraCamX
UltraCamXp-WA
UltraCam Eagle
Applanix DSS
DIMAC
DMC
1.12.2014
Piksel sayısı
Piksel boyutu
Odak uzaklığı
8000 x 14000 pan
16768 x 14016 (14 bit)
12 µm
5.6 µm
([email protected], 2.5
cm)
120 mm
112 mm
7500 x 11500 pan
9420 x 14430 pan
17310 x 11310 pan
5,770 x 3,770 (color and
NIR)
20010x13080 (14 bit)
9 µm
7.2 µm
(GSD: 1000 m
8.6 cm, 4.3 (500
m), 6 µm; 5.2 µm
(GSD:6.5-3.25
cm)
101.4 mm
101.4 mm
70-100 mm
70-210 mm
7216 x 5412
6.8 µm, 3.3 cm
GSD
60-40 mm
up to 4 x 7216 x 5412
6.8 µm, 2 cm
GSD
55mm – 150mm
DSS
DIMAC
UltracamD
Fotogrametri II- Doç. Dr. Fevzi Karslı
Sayfa 7
Tarama sistemleri
Satır
tarayıcı
sensör
Satır tarama ve çerçeve alımı
1.12.2014
Fotogrametri II- Doç. Dr. Fevzi Karslı
Sayfa 8
Görüntüleme sistemleri
1.12.2014
Fotogrametri II- Doç. Dr. Fevzi Karslı
Sayfa 9
Sensörler: DMC
 2 multispectral (renkli)
kamera (düşey resim)
4 pankromatik kamera
 2 multispectral (renkli)
kamera (düşey resim)
1.12.2014
Fotogrametri II- Doç. Dr. Fevzi Karslı
Sayfa 10
Sensörler: UltracamD
2 multispectral (renkli kamera)
4 pankromatik kamera (nadir bakış)
 2 multispectral (renkli kamera)
UltraCamD alt görüntülerin birbirine
bağlanması
M = master görüntü (4 CCD)
1 = konfigürasyon 1 (2 CCD)
2 = konfigürasyon 2 (2 CCD)
3 = konfigürasyon 3 (1 CCD)
1.12.2014
Fotogrametri II- Doç. Dr. Fevzi Karslı
Sayfa 11
Alt görüntü sanal görüntü kombinasyonu (DMC)
Alt görüntülerin 3 boyutlu
kombinasyonu
Pass noktaları ile ışın demetleri
metodu kullanılarak görüntüler sanal
görüntüye dönüştürülür.
1.12.2014
Fotogrametri II- Doç. Dr. Fevzi Karslı
Sayfa 12
DMC- kamera yerleşimi
1.12.2014
Fotogrametri II- Doç. Dr. Fevzi Karslı
Sayfa 13
DMC- ayak izi (footprint)
1.12.2014
Fotogrametri II- Doç. Dr. Fevzi Karslı
Sayfa 14
Leica ADS40 – panchromatic görüntü
1.12.2014
Fotogrametri II- Doç. Dr. Fevzi Karslı
Sayfa 15
Leica ADS40 – pan level 0 ve 1 görüntü
1.12.2014
Fotogrametri II- Doç. Dr. Fevzi Karslı
Sayfa 16
Karşılaştırma: Çerçeve-Satır Tarayıcılı
Intergraph DMC ve Leica ADS40
ADS40 ve bu seri kameralar ortofoto üretimi için daha çok
uygundur. Orto görüntü ölçeği yaklaşık 1m GSD kadardır.
Z/I DMC daha çok harita yapım amaçlı kullanılmaktadır.
ADS40: GSD 15cm – 2m
DMC:
GSD 4cm – 15cm
(UltracamD benzer düzeyi sağlar)
Genel olarak dijital kamera ile yapılan projeler analog kameralarla
yapılan projelere göre %15-25 civarında daha az maliyetle
gerçekleştirilir.
1.12.2014
Fotogrametri II- Doç. Dr. Fevzi Karslı
Sayfa 17
Dijital Kamera ile neden tek bir çerçeve değil?
Ölçek kavramı
Dijital kameralar için analog kameralarda olduğu gibi ölçekten söz edilmez.
Burada iki komşu pikselin orta noktaları arasındaki mesafenin arazideki karşılığı
olan yer örnekleme aralığından söz edilir. Harita ölçeğine göre yer örnekleme
aralığı 0.05 mm-0.1 mm arasında değişir.
1/1000 ölçekli harita için GSD 5 cm-10 cm olarak istenir. Bu doğruluk düzeyini
DMC ve UltracamD gibi çerçeve kameralar sağlamaktadır.
Analog kamera için standart çözünürlük: 70 lp/mm (çizgi çifti)
1 lp/mm=2 piksel; 140 piksel/mm olduğuna göre;
230 mm’lik boy ancak yaklaşık 32000 pikselle kaplanır.
Günümüzde bu boyutta piksel üreten kamera yoktur. Dolayısıyla dijital
kameralar ile parçalı görüntü üretme yoluna gidilmiştir.
1.12.2014
Fotogrametri II- Doç. Dr. Fevzi Karslı
Sayfa 18
Radyometrik Özellikler
Dijital kameralar 11bit’ten daha yüksek gri değerli çözünürlük üretebilmektedir
(11 bit =2048 farklı gri değer) .Bu anlamda analog kameralara göre çok üstün
düzeyde radyometrik doğruluk sağlarlar.
Film görüntü
1.12.2014
Dijital görüntü
Fotogrametri II- Doç. Dr. Fevzi Karslı
Sayfa 19
Görüntü Kalitesi: Radyometrik
taranmış analog film
dijital kamera
15µm, 15cm GSD
17cm GSD
15µm pixel ~ 33 lp/mm
Dijital camera: gürültüsüz (film grain), yüksek dinamik aralık ve algılama
4 band renkli görüntü+pankromatik+infrared (kızıl ötesi), güçlü görüntü ayrımı
sunmakta
1.12.2014
Fotogrametri II- Doç. Dr. Fevzi Karslı
Sayfa 20
Dijital satır tarayıcı spektral bilgisi
pan
NIR 
RGB
CIR 
1.12.2014
Fotogrametri II- Doç. Dr. Fevzi Karslı
Sayfa 21
Dijital Kamera Görüntü Birleştirme
(Pansharpen-İmage fusion)
Örn: RGB  IHS, pan + RGB
 RGB
Düşük çözünürlüklü renkli görüntü ile yüksek çözünürlüklüpan görüntü birleştirilerek
yüksek çözünürlüklü renkli (pan-sharpen) elde edilir.
1.12.2014
Fotogrametri II- Doç. Dr. Fevzi Karslı
Sayfa 22
Download

DMC