Surfer'den Kordinatlara Filtreleme Yaparak Görüntü Elde Etmek

Korhan Esat
Ankara Üniversitesi
Jeoloji Mühendisliği Bölümü
Tektonik Araştırma Grubu
Korhan.Esat@eng.ankara.edu.tr


Uzaktan algılama, en genel anlamıyla fiziksel bir temas olmaksızın gözlenen cisimden bilgi elde edilmesidir. Atmosferde ya da uzayda konumlandırılmış algılayıcılar sayesinde yerdeki cisimler hakkında bilgi sahibi oluruz. Uçağa monte edilmiş kamera sistemleriyle elde edilen hava fotoğrafları ve uydulara ya da uçaklara yerleştirilmiş elektronik tarayıcılar-algılayıcılar sayesinde oluşturulan sayısal görüntüler, yeryüzündeki cisimlerden veri elde etmemizi sağlar.

Günümüzde bütün dünyada rutin olarak maden arama çalışmalarında kullanılan uzaktan algılama teknikleri, madenciliğin yanı sıra jeoloji, meteoroloji, ziraat, şehircilik, oşinografi, çevre, haritacılık ve askeri amaçlı çalışmalar için de yoğun olarak kullanılmaktadır.

Uzaktan algılamada veri toplama sistemleri temel olarak ikiye ayrılır. Bunlar pasif algılayıcıya sahip sistemler ve aktif algılayıcılı sistemlerdir. Doğal enerji kaynağı (Güneş) kullanan algılayıcılar ‘pasif’, sistemin kendi yaydığı enerjiyi kullanarak algılama yapan algılayıcılar ise ‘aktif’ olarak isimlendirilir. Yerbilimlerinde kullanılan başlıca pasif algılayıcılı sistemler Landsat (MSS, TM, ETM), Terra (Aster), Spot, Ikonos ve Quickbird uydularıdır. Radarsat ve Jers-1 gibi uydular da üzerlerinde radar algılayıcı bulunan aktif sistemlere başlıca örneklerdir.

Görüntülerin maden aramacılığında kullanımına geçmeden önce nasıl oluşturulduğunu ve özelliklerinin ne olduğunu anlamak önemlidir.


Uzaktan Algılamada Görüntü Nedir ve Nasıl Oluşturulur?

Uzaktan algılamada görüntünün oluşturulma süreci genel olarak şöyle özetlenebilir (Şekil 1):

* Görüntünün oluşturulabilmesi için öncelikle elektromanyetik enerji yayan bir kaynak gereklidir. Bu kaynak daha önce de bahsedildiği gibi doğal ya da yapay olabilir.
* Kaynaktan yayılan enerji yere ulaşmadan önce atmosferle etkileşime girer ve enerjinin bir kısmı atmosferde saçılır.
* Yere ulaşan enerji, yüzeyin ve ışınımın özelliğine göre yüzeyle etkileşime girer.
* Yayılan, yansıyan ya da saçılan enerji, uzayda ya da atmosferde konumlandırılmış bir algılayıcı sistem tarafından kaydedilir.
* Farklı dalga boylarına ait bilgileri içeren kaydedilmiş bu enerji verisi yer istasyonuna aktarılır.
* Son olarak veri işlemden geçirilir ve görüntü oluşturulur. Elde edilen bu görüntüler uygun yazılımlar aracılığıyla araştırmacı tarafından işlenir, yorumlanır ve coğrafi bilgi sistemleriyle birlikte amaca yönelik olarak kullanılır.

Hava fotoğrafları ise ışığın (enerjinin), sayısal algılayıcılardan farklı olarak uçağa monte edilmiş kameralar aracılığıyla ışığa duyarlı film üzerine düşürülmesiyle elde edilir. Hava fotoğrafları siyah-beyaz, renkli ya da kızılötesi özellikte olabilir.

Algılayıcı sistemler, elektromanyetik tayfın (Şekil 2) çeşitli dalga boylarına ait enerji verilerini toplarlar. Uydu görüntüsünde farklı dalga boyu aralığına sahip bu veriler 'bant' adı verilen dosyalarda saklanır. Bantlar görüntünün tayfsal çözünürlüğünü ifade eder. Bir görüntüde bant sayısı ne kadar fazlaysa elde edilen bilginin miktarı da o oranda artar. Örneğin bir Landsat-7 görüntüsü 8 banta sahipken, Terra-Aster görüntüsü 14 banta, EO-1-Hyperion görüntüsü ise 220 banta sahiptir.

Görüntünün sahip olduğu bant sayısı kadar, mekansal ve radyometrik çözünürlüğü de önemlidir. ‘Mekansal çözünürlük’, görüntüyü oluşturan en küçük birim olan kare şeklindeki pikselin yer üzerinde ne kadarlık bir alana karşılık geldiğini gösterir. Örneğin 30 m çözünürlüğe sahip bir görüntüde her bir piksel 30mx30m'lik bir alana karşılık gelir. Bir pikselin temsil ettiği alan küçüldükçe, mekansal çözünürlük yani detay artar. ‘Radyometrik çözünürlük’, görüntünün içerdiği bilginin ifadesidir ve değeri bit adı verilen veri birimidir. 8 bit bir görüntü 2'nin 8. kuvvetidir yani 256 sayısal değer içerir. Radyometrik çözünürlük arttıkça sayısal değer aralığı dolayısıyla görüntülenen renk sayısı artar.

Uydu, yörüngesi boyunca yer üzerinde dönerken algılayıcının gördüğü-taradığı alanın genişliğine de ‘şerit genişliği’ denir. Şerit genişliği aynı zamanda tek bir görüntünün kapsadığı alandır. Landsat-7 görüntüsünün şerit genişliği 185 km, Terra-Aster görüntüsünün ise 60 km'dir (Şekil 3).

Görüntülerle ilgili bu temel bilgilerden sonra uzaktan algılamanın maden arama çalışmalarında nasıl kullanıldığına bakabiliriz.


Uzaktan Algılamanın Maden Aramalarında Kullanımı

Görüntüler, maden arama çalışmalarında maden yataklarının yoğunlaştığı yerler olan fayların-kırıkların ve genel olarak jeolojinin haritalanmasında ve tayfsal imzalarından yararlanılarak mineral zenginleşmesine sahip kayaların belirlenmesinde kullanılır.

Kayaçların ve içerisinde yer alan minerallerin belirli bir yansıma değeri vardır (Şekil 4). Bu yansıma değeri o mineral ya da kayacın tayfsal imzası olarak nitelendirilir. Kayaç ya da mineral, belirli dalga boyundaki elektromanyetik enerjiyi soğurur ya da yansıtır. Buna göre aranacak madenin tayfsal özelliğine göre görüntü ve bant seçimi yapılır ve madenin yoğunlaştığı yerler belirlenmeye çalışılır.

Görüntü işleme sürecinde öncelikle atmosferik gürültüler filtrelenir ve gerekli geometrik düzeltmeler yapılarak görüntü işlenmeye hazır hale getirilir. Sonrasında çeşitli kontrast uygulamaları, filtreleme ve renkli görüntü oluşturma teknikleri kullanılarak görüntü zenginleştirilir. Son aşama ise bant oranlaması, birincil bileşen analizi ve görüntü sınıflama yöntemleri gibi tekniklerin kullanılmasıyla görüntüden bilgi çıkartılmasıdır.

Maden arama çalışmalarında ihtiyaca göre çeşitli uzaktan algılama görüntüleri kullanılır. Landsat görüntüleri yaygın kullanıma sahiptir ve buna internetten ücretsiz olarak ulaşmak mümkündür. Bu görüntüler geniş alan kapladıkları için bölgesel olarak büyük yapıların tanınmasında çok işe yarar. Özellikle hidrotermal alterasyon zonlarının belirlenmesinde sıklıkla kullanılır (Şekil 5).

Aster ve Spot görüntüleri de Landsat görüntüleri kadar yaygın kullanılmaktadır. Daha yüksek çözünürlüğe sahip olmaları ve farklı tayfsal bant aralıkları nedeniyle ihtiyaca göre tercih edilmektedirler. Bu sistemlerle detaylı mineral haritalaması yapılabilmektedir (Şekil 6). Ayrıca bu uydu görüntüleri üç boyutlu görüntü oluşturmayı sağlayan stereoskopik özelliğe sahiptir.

Ikonos ve Quickbird uydu görüntüleri çok yüksek çözünürlüğe sahiptirler. Bir görüntü daha küçük bir alanı kapsar fakat mekansal çözünürlük diğer sistemlere göre daha fazladır. Bu görüntüler de gerekli görüldüğünde maden arama çalışmalarında kullanılabilir ve stereoskopik özelliğe sahiptir.

Hiperspektral görüntüler çok fazla banta sahiptir. NASA'nın, uçağa monte edilmiş AVIRIS algılayıcısının görüntüleri 224 bant içerir. AVIRIS görüntü şeritleri 10,5 km genişliğe sahiptir. Hiperspektral görüntülerle, diğer görüntülerde belirlenemeyen yansıma değerlerine sahip mineraller çok detaylı olarak ayırt edilebilir. Günümüzde maden arama çalışmalarında sıklıkla hiperspektral görüntülerden yararlanılmaktadır.

Uzaktan algılama, uygun şekilde kullanıldığında, arama yapan yerbilimcilerin elinde, gelişen teknolojiyle birlikte değeri sürekli artan bir araçtır. Maden arama çalışmalarında uzaktan algılama tekniklerinin kullanılması, arama faaliyetlerinin hızlanmasını ve daha düşük maliyetlerle arama yapılmasını mümkün kılmaktadır.


Yararlanılan Kaynaklar

Crosta, A. P., De Souza Filho, C. R., Azevedo, F., Brodie, C., 2003. Targeting key alteration minerals in epithermal deposits in Patagonia, Argentina, using ASTER imagery and principal component analysis. International Journal of Remote Sensing, 24 (21), 4233-4240.

Esat, K., 2005. Uydu görüntüleri ve jeolojideki kullanımına genel bir bakış. Mavi Gezegen Popüler Yerbilimi Dergisi. TMMOB JMO Yayını, Ankara.

Moon, C. J., Whateley, M. E. G., Evans, A. M., 2006. Introduction to mineral exploration. 2nd edn.,

Blackwell Publishing, 496 s.

Sabins, F. F., 1997. Remote sensing-principles and interpretation. 3rd edn., W.H. Freeman, New York, NY., 494 s.

Sabins, F. F., 1999. Remote sensing for mineral exploration. Ore Geology Reviews, 14, 157-183.​