Yersel lazer tarama

Heyelanların tespiti, izlenmesi, tehlikesi ve riskinin belirlenmesi, olası zararlarından korunulması ile afet durumunda atlatılması-yönetilmesi pek çok karmaşık işlem adımlarını barındırmaktadır. Bu işlem adımları genellikle heyelan envanterinin oluşturulması, duyarlılık tehlike ve risk haritalarının yapılması ile gerekli analizlerin yapılması günümüzde heyelanla ilgili çalışmaların önemli bir kısmını oluşturmaktadır. Heyelanların oluşmasında etkili olan faktörlerin çok çeşitli olması onların belirlenmesi ile izlenmesinde çeşitliliğe neden olmaktadır. Heyelan alanının topoğrafyası, jeolojisi, hidrolojisi ile bu alana dışarıdan yapılan müdahaleler bu faktörlerin en önemlileri arasında yer almaktadır. Heyelan alanlarının morfolojik yapısının belirlenmesi, günümüzde ilerleyen teknolojik yazılım ve donanımlar sayesinde çeşitlenmiş, haritalama çalışmalarına yeni bakış açıları kazandırmış ve bu çalışmaları kolaylaştırmıştır. Bu çalışmada, ilerleyen teknolojiyle birlikte gelişen haritalama ve deformasyon ölçmelerinin heyelanlarda uygulanması konusu üzerinde durulmuştur. Bu çalışmada Taşkent (Konya) ilçe merkezinin güneyinde oluşan heyelan üzerinde Yersel lazer tarama (YLT) sistemleri, Küresel konumlama sistemleri (GNSS) yöntemleri, İnsansız hava aracı (İHA) ve Mobil lazer tarama (MLT) teknikleri ile yapılan çalışmalar değerlendirilmiştir. Heyelan hareketi 2010 yılından bu yana yapılan gözlem, ölçüm, analiz ve değerlendirmelerle izlenmiştir. Bu çalışmada hacimsel karşılaştırma analizleri ile izleme yapılmış ve sonuçları sunulmuştur. Aktif sensör sistemleri sayesinde (Lidar, yersel lazer tarama, mobil lidar vb.) heyelan alanlarında farklı zamanlarda elde edilen verilerin karşılaştırılması ile hareket eden kütlenin yer değiştirme miktarları ve hızları belirlenebilmektedir. Bunun yanında yersel, klasik haritalama teknikleriyle yapılan kontrol ölçmeleri sayesinde üretilen bilgilerin doğruluğu denetlenebilmektedir. Yüksek çözünürlükte, hassas, doğru, güvenirliği yüksek ve özelliklede düşük maliyetle elde edilmiş verilerle heyelan bölgelerinin haritalarının üretilmesi kısa zamanda yapılabilmektedir. Ulaşımın kolay olduğu alanlarda ise klasik haritalama teknikleri geometrik nivelman, GNSS ölçmeleri, EDM ölçmeleri yeterli bilgiyi sağlayabilmektedir.

Anahtar Kelimeler: Heyelan izleme, modern jeodezi, lazer tarama, GNSS, İnsansız hava aracı.

Doğal afetlerin izlenmesi ve araştırılması zararlarının önüne geçilmesindeki en önemli çalışmalardan bir tanesidir. Bu çalışmada, Yersel lazer tarama (YLT) tekniklerinin heyelan izleme çalışmalarında kullanımı ve elde edilen verilerin işlenmesi ve sonuçlarının irdelenmesi yapılmıştır. Araştırmalar, Orta Toros Dağlarında meydana gelen bir heyelan bölgesi üzerinde yapılmıştır. Bölge içinde yapılan önceki çalışmalar irdelendiğinde 5 m’ye ulaşan deformasyonlar oluşmuştur. Bu makalede, yersel lazer tarama verileri içerisinde otomatik olarak filtreleme; yeryüzü üzerinde ağaç ve diğer objelerin filtrelenmesi ve sayısal yükseklik modeli (SYM) elde edilmesi, bu modeller sayesinde arazi yüzeyinde yükseklik bileşenlerinde meydana gelen değişimlerin araştırılması ve filtreleme algoritmalarının analizlere olan etkisi araştırılmıştır. Bu araştırma için İlerleyen Morfolojik Filtreleme (İMF) algoritması kullanılmıştır. Bu filtreleme algoritması ile nokta bulutları otomatik olarak yer ve yer harici olmak üzere iki adet filtrelenmiş veri elde edilmiştir. SYM elde etmek için yalın yeryüzünün kullanılması modelin gerçek yeryüzünü yansıtması yüzeyde oluşan deformasyonların belirlenmesiyle doğrudan etkilidir. Sonuç olarak filtrelenmeden kullanılan nokta bulutları verileri bölgesel anlamda yapılan analizlerin yanlış yorumlanmasına sebep olabileceğinden dolayı ağaç, obje, araç ve ev gibi bitki örtüsünün ve insan yapılarının filtrelenmesi gerekmektedir. Filtreleme yapılan karşılaştırma analizleri daha kolay yorumlanmıştır. Modellerin karşılaştırılmasında farklı dönemlere ait bitki örtüsündeki değişimler otomatik filtrelenmiş ve heyelan hareketleri yapay bozulmalardan arındırılarak yorumlanmıştır.

Son yıllarda, üç boyutlu (3B) yeryüzü konum bilgisi sağlayan uzaktan algılama teknolojilerinin kullanımı, özellikle yer yüzeyi ve bileşenlerini inceleyen meslek disiplinleri için vazgeçilmez hale gelmiştir. Bu meslek disiplinleri arasında ormancılık oldukça önemli bir konumda bulunmaktadır. Ülkemizde, ağaç tipleri ve dağılımları, tepe çapı ve sıklığı, kapalılık, yükseklik ve göğüs yüzeyi gibi meşcere parametrelerinin tespitine yönelik orman envanteri çalışmalarının yersel ölçümler temelinde zaman, işgücü ve maliyet bakımından olumsuz nitelikte yürütülmesi, ormancılıkta uzaktan algılama teknolojilerinin gün geçtikçe daha yoğun şekilde kullanılması gereğini doğurmaktadır. Bu çalışmada, Houston, ABD'de seçilmiş orman-yoğun bir test alanında, hava kaynaklı lazer tarama nokta bulutları kullanılarak normalleştirilmiş dijital yüzey modeli temelinde 3B meşcere yükseklik haritası üretimi hedeflenmiştir. Üretim aşamalarında karşılaşılan sorunlar ve çözüm önerileri sunulmuştur. Üretilen haritanın yatay ve düşey mutlak konum doğruluğu, test alanında gerçekleştirilen 3-5mm rölatif doğruluğa sahip yersel lazer tarama ölçümlerinden elde edilen referans harita ile model bazlı kıyaslama tekniği kullanılarak değerlendirilmiştir. Yapılan analizler neticesinde, hava kaynaklı lazer tarama verileriyle elde edilen 3B meşcere yükseklik haritasının 1/1000 ölçekli topoğrafik haritalardan beklenen mutlak konum doğruluğunu sağladığı sonucuna varılmıştır. KEY WORDS: Stand height map, Airborne laser scanning, terrain laser scanning, forest inventory, accuracy. ABSTRACT: In recent years, the usage of remote sensing techniques that offer three dimensional (3D) geo-information became indispensable for particularly land-related professions which analyze earth surface along with its components. Forestry has a quite significant position in these professions. In our Country, the forest inventory studies, realized for the detection of forest stand parameters such as the types and distribution of the trees, diameter of crown and intensity, closeness, height and timber volume are conducted with time consuming, labor needed and costly ground measurements. This situation increases the requirement on more intensively usage of remote sensing technologies day by day. In this study, based on normalized digital surface model (nDSM) technique, the production of a forest stand height map using airborne laser scanning (ALS) point clouds is aimed in a forest-dominant study area in Houston, USA. The challenges and recommendations on production steps are presented. The horizontal and vertical absolute geolocation accuracy of produced map was evaluated by model-to-model based comparison with a reference map created with terrestrial laser scanning measurements that have 3-5mm relative accuracy. The results show that the forest stand height map produced from ALS data preciously provides the required absolute geolocation accuracy of 1/1000 scaled topographic maps. 1. GİRİŞ Günümüzde gelişmiş çok sayıda teknikle sağlanan uzaktan algılama verileri tıptan arkeolojiye, meteorolojiden peyzaja kadar bilimin hemen hemen her alanında yoğun şekilde kullanılmaktadır. İstendiğinde kilometrekarelerce geniş alanlarda bile saniyeler içerisinde elde edilmesi ve kolay işlenilebilir olmaları uzaktan algılama verilerinin her geçen gün cazibesini artırmakta ve buna bağlı olarak kullanım sahalarını genişletmektedir. Dünyada ve Ülkemizde, uzaktan algılama teknolojileri ile elde edilen verilere en çok ihtiyaç duyan meslek disiplinlerinden biri ormancılıktır. Ülkemizde, yoğun orman envanteri çalışmalarının büyük kısmı halen zaman, işgücü ve yüksek maliyetler gerektiren yersel ölçmelerle gerçekleştirilmektedir. Yersel ölçmelerde meşcereyi temsil edecek rastgele örneklem alanları seçilmektedir. Her bir test alanına ait meşcere parametrelerine yönelik yersel çalışmalar istatistiki olarak genel alana yayılarak tüm alan için sonuçlara ulaşılmaktadır. Bu yöntem özelikle işgücü ve maliyet kalemlerini olumsuz etkilemektedir. Bu yöntemler gerçeğe yakın modellemede önemli ölçüde doğruluk kaybına da sebep olmaktadır. Yersel ölçmelerin yukarıda belirtilen negatif yanları ve az örneklemle geneli yorumlama nedeniyle düşük seviyelerdeki doğrulukları, son yıllarda ormancılığa ilgi duyan bilim insanlarını uzaktan algılama verilerini araştırmaya ve kullanmaya yöneltmiştir. İşte bu noktada önemli bir soru akla gelmektedir; hangi uzaktan algılama yöntemi hangi doğrulukları sağlar ve buna bağlı olarak hangi tip orman envanter çalışmasında hangi tip uzaktan algılama verisi kullanılmalıdır? Bu çalışmada, hava kaynaklı lazer tarama (ALS) verileri kullanılarak orman meşcere haritası üretimi ve üretilen haritanın potansiyelinin belirlenmesi hedeflenmiştir. Uzaktan algılama verileri ile orman ağaç yüksekliklerinin belirlenmesi, yoğun orman alanlarında orman altı topoğrafyanın modellenmesinde karşılaşılan sorunlar nedeniyle herzaman sıkıntılı bir konu 89

Hava kaynaklı lazer tarama (ALS), sağladığı yoğun ve hassas nokta bulutları sayesinde kısa sürede uzaktan algılama teknolojileri içerisinde saygın bir yer kazanmış, özellikle finansal gücü yüksek Avrupa Ülkelerinde ve Amerikada fotogrametriye en büyük alternatif yöntem haline gelmiştir. ALS'nin en çok talep gören ürünleri topoğrafyanın üç boyutlu tasvirini sağlayan dijital yüzey ve arazi modelleridir. Bu ürünler pek çok farklı disiplin tarafından kullanılmasına karşın topoğrafik tasvir potansiyelleri üzerine literatürde kapsamlı çalışmalar bulunmamaktadır. Araştırmaların tamamına yakını yanıltıcı çıkarımlara yolaçması çok muhtemel nokta-bazlı çalışmalardır. Bu araştırmada, ALS ürünleri, yersel lazer tarama (TLS) ile elde edilen modeller referanslığında model-bazlı kıyaslama yaklaşımları ile analiz edilmiştir. Houston Üniversitesi kampüsünde farklı arazi sınıfları içeren 6 ayrı test alanında TLS verileri toplanarak ALS ürünleri üzerinde kapsamlı istatistiksel ve görsel değerlendirmeler yapılmıştır. Araştırma sonuçları, açık alan, çim ve bina sınıflarında topoğrafik tasvir başarısının oldukça yüksek olduğunu, orman sınıfında ise lazer sinyalinin çoklu dönüş yeteneğine rağmen düşey doğruluğun yaklaşık 50 cm'lere kadar düşebildiğini göstermiştir. Orman etkisinin daha net tespiti için dijital arazi modelleri üretilmiş ve ormanaltı çıplak topoğrafyada düşey doğruluğun yaklaşık 10 cm'e yükseldiği görülmüştür. Tüm sonuçlar ışığında, ALS ürünlerinin topoğrafik tasvir gücünün uluslararası doğruluk standartlarına göre 1/1000 ölçekli harita üretimine olanak verdiği tespit edilmiştir. ABSTRACT TOPOGRAPHIC ESTIMATION POTENTIAL OF AIRBORNE LASER SCANNING: CASE STUDY HOUSTON Owing to providing dense and precise point clouds, Airborne Laser Scanning (ALS) became respectable in a short time in remote sensing technologies and called as an alternative method instead of photogrammetry especially in financially strong European Countries and USA. The most demanded products of ALS are digital surface and terrain models that provide 3D topographic estimation. Although, these products are widely used by several professions, there is no any comprehensive research about their topographic estimation potential in the literature. Almost entire investigations are point-based which may cause misleading interpretations. In this research, ALS products were analysed by model-based approaches in the basis of comparison with terrestrial laser scanning (TLS) models. In University of Houston campus, by collecting TLS data from 6 test areas, which have various land classes, comprehensive statistical and visual evaluations were completed on ALS products. Research results showed that the topographic estimation performance is considerable high in open, grass, and building land classes while can decrease to 50 cm in forest despite multiple return ability of laser signal. To detect the forest effect clearly, digital terrain models (DTM) were generated. In DTM, the vertical accuracy on the bare ground under forest was detected as approx. 10 cm. Overall, the results demonstrate that the topographic estimation potential of ALS products support the production of 1/1000 scaled topographic maps regarding international accuracy standards.

Abstract Suleymaniye was one of the most densely populated areas of Istanbul in the Ottoman period. In order to protect the traditional cultural identity of Suleymaniye region and bring it in line with contemporary living conditions, a new project has been created by the Istanbul Metropolitan Municipality. Within the framework of the research on cloud computing on architecture, this paper will present both the results of terrestrial laser scanning which was used to obtain 3D point clouds through 3D survey measurements and scans of silhouettes of streets and roads, which were then transposed into survey images and designed as an example of city modelling. Additionally, the study will cite examples of how this technology has been used in Suleymaniye region.