Uzaktan Algılama Uygulamaları 2 Dersi 7. Ünite Özet

Giriş

Model ve Harita Çıktısı Oluşturma Bu ünite kapsamında GRASS GIS yazılımı ile kendi projelerinizde kullanabileceğiniz görüntü analiz modellerinin nasıl oluşturulduğu ve üretmiş olduğunuz haritaların çıktı olarak nasıl sunulabileceği anlatılacaktır. Model ve harita çıktısı oluşturma işleminden önce verilerin yazılıma yüklenmesi ve çalışma sınırının tanımlanması gösterilecektir.

Çalışmada kullanılacak uydu görüntülerini GRASS yazılımına aktarmak için GRASS 7.1.svn programı çalıştırılır. Açılan GRASS GIS sayfasından sırasıyla (1) Select GRASS GIS database directory alanından çalışılacak veri tabanı olarak ayarlanır. (2) Unite_7 adlı bir GRASS konumu tanımlanır. Tanımlanan GRASS konumunun koordinat sistemi WGS84 UTM ZONE 37 olarak ayarlanır. (3) Select GRASS Mapset bölümünden “Model_Cikti” adlı bir harita takımı oluşturulur. Gerekli işlemler yapıldıktan sonra Model_Cikti seçili hâle getirilip Start GRASS session ile yazılım çalıştırılır (Şekil 7.1). Model ve çıktı oluşturmada kullanılacak uydu görüntülerinin yazılıma aktarılması için File › Import rasters data › common formats import (r.in.gdal) seçilir. Açılan Import raster data penceresinden Source type olarak Directory işaretlenir. Format olarak GeoTIFF seçildikten sonra Browse sekmesine basılarak bilgisayardan uydu görüntüsü bantlarının kayıtlı olduğu dizin tanımlanır. List of raster layer bölümünden Band1’den Band7’ye kadar olan bantlar seçilir. Son olarak Import sekmesine basılarak veriler çalışma klasörüne eklenir (Şekil 7.2).

Ünite kapsamında yapılacak analizleri daha küçük bir alanda gerçekleştirmek için yeni çalışma sınırı tanımlanması gerekmektedir. Çalışma sınırı oluşturmak için 2D View alanından Vector digitizer seçilir. Açılan menünden New vector map üzerine basılır. Create new vector map penceresinden, Name for new vector map kısmına “Calisma_Siniri” yazılır. Create attribute table seçili hâle getirildikten sonra OK sekmesine basılır. Karşınıza çıkan GRASS GIS Attribute table manager penceresinden Close seçilerek işlem sonlandırılır. Uygulama yapılacak alanın sınırını belirlemek için Atatürk Barajının olduğu alana yakınlaşılır. Digitize new area komutu seçilir ve kare bir alan çizilir. Karşınıza çıkan Define attributes penceresinde Submit sekmesine basılarak çizim işlemi bitirilir (Şekil 7.3).

Model Oluşturma

GRASS GIS yazılımında Model oluşturma için kullanılan ara yüze File › Graphical modeller veya Layer Manager penceresinden kısa yolu olan Graphical Modeller sekmesine basılarak ulaşılabilmektedir (Şekil 7.4).

GRASS GIS Grafik Modelci penceresi Şekil 7.5’te gösterildiği gibidir. Şekil üzerinde model oluşturmak için kullanılan komutların tanımlamaları gösterilmiştir.

Basit Model Oluşturma Model ekranını yeniden çiz Modele döngü/seri ekle Modele açıklama ekle Modele veri ekle Veri ile komut arasındaki ilişkiyi elle tanımla

Model değişkenlerini yönet Modeli doğrula Modeli çalıştır

Grafik Modelci ara yüzündeki komutların işlevini göstermek adına basit bir model oluşturulacaktır. Bu kapsamda Landsat8 bantlarından renkli görüntü elde edilecektir. GRASS GIS yazılımında uygulama yapılabilmesi için hesaplanabilir çalışma bölgesinin tanımlanması gerekmektedir. Bu nedenle oluşturulacak modelin ilk adımı çalışma bölgesinin tanımlanması olacaktır. Modelin uygulanacağı bölgeyi tanımlamak için GRASS GIS Grafik Modelci ara yüzünden Add command to model seçilir. Karşınıza Add GRASS command to mode penceresi açılacaktır (Şekil 7.6). Bu pencereden modelde kullanılmak istenen komutlar seçilmektedir. Komut seçimi ya doğrudan komutların yer aldığı çekme menü altından (i) ya da sayfanın üst bölümünde yer alan arama alanına istenilen komut ismi yazılarak (ii) yapılır. Çalışma sınırı tanımlamak için g.region komutu kullanılacaktır. Bu komutu aktif hâle getirmek için arama alanına region yazılır. Menüden g.region komutu seçilerek Command bölümüne eklenir. Eğer istenirse komutun yapacağı işlem, Comment alanından girilebilir. Bu uygulamada açıklama olarak “Çalışma sınırını belirle” girilmiştir (Şekil 7.6). Add GRASS command to model penceresinde gerekli işlemler yapıldıktan sonra OK sekmesine basılır. Karşınıza g.region penceresi çıkacaktır. Bu pencerede Existing sekmesi altından, Set region to match vector map alanında Calisma_Siniri seçilir. OK sekmesine basılarak işlem tamamlanır. Bu şekilde istenilen komut, girdi vektör verisi ile birlikte model penceresine eklenir (Şekil 7.7).

Renkli görüntü oluşturmak için r.composite komutunun modele eklenmesi gerekmektedir. Bu işlem için Add command to model sekmesine basılır. Açılan Add GRASS command to model penceresinden r.composite komutu seçilir. Comment alanına “Renkli görüntü oluşturma” yazılıp OK sekmesine basılır (Şekil 7.8). Karşınıza r.composite penceresi çıkacaktır. Bu pencerenin gerekli bölümünden renkli görüntü oluşturmada kullanılacak bantlar seçilmektedir. Bant seçimleri için gerekli olan alanların doldurulması Şekil 7.9’da gösterildiği gibi yapılacaktır. Grafik Modelci ile oluşturulan modellerde kullanılan girdi ve çıktı veriler, variable olarak tanımlanabilmektedir. Eğer bir veri değişken olarak tanımlanmak isteniyor ise %değişken şeklinde tanımlanmalıdır. Şekil 7.9’da kırmızı bant için kullanılacak Name of raster map to be used for (red) bölümünden kırmızı bant olarak kullanılacak bant %kırmızı şeklinde değişken olarak tanımlanmıştır. Yeşil bant doğrudan band3 olarak seçilmiştir. Mavi bant alanı ise boş olarak bırakılmıştır. Bu alan için gerekli veri bir sonraki aşamada tanımlanacaktır. Name for output raster map alanında ise kırmızı bantta olduğu gibi %cikti değişken olarak tanımlanmıştır. Gerekli tanımlamaları yaptıktan sonra OK sekmesine basılarak r.composite komutu modele eklenir. Model oluşturulurken girdi ve çıktı veriler değişken olarak tanımlanabilmektedir. Değişken olarak tanımlanan veriler model çalıştırıldığında kullanıcı tarafından seçilebilir. Girdi ve çıktı dosyaları değişken olarak tanımlanmadığında ilk olarak tanımlanan veri her zaman sabit kalır. Modelde tüm girdi ve çıktı veriler değişken olarak tanımlanabileceği gibi şekil 7.9’da yeşil bandın tanımladığı gibi doğrudan da tanımlanabilir. Oluşturulan modele veri eklemek için Add data to model seçilir. Açılan Data properties penceresinden Type of element olarak Raster maps seçilir. Name of element olarak Band2 seçilir. OK sekmesine basılarak işlem bitirilir. Bu şekilde veri seti içindeki band2 modele eklenir (Şekil 7.11). Modele eklenen Band2 verisi, renkli görüntü oluşturma komutuna mavi bant olarak tanımlanacaktır. Bu işlem için Manually define relation between data and command seçilir. Sırası ile ilk önce veriye (band2 üzerine) daha sonra komut üzerine (r.composite) tıklanır. Relation properties penceresinde, Option alanından mavi (blue) seçilir. OK sekmesine basılır (Şekil 7.12). Bu şekilde band2 mavi bant olarak renkli görüntü oluşturma (r.composite) komutuna eklenmiştir. Renkli görüntü komutu için bant seçimi yapılırken %kırmızı ve %cikti adlı iki adet değişken tanımlanmıştır. Bu değişkenlerin model tarafından kullanılabilmesi için, bunların modele değişken olarak girilmesi ve özelliklerinin tanıtılması gerekmektedir. Kırmızı ve cikti adlı değişkenleri modelde tanımlamak için GRASS GIS Grafik Modelci penceresinin alt bölümünden Variables veya menülerden Manage model variables komutu seçilir. Açılan ara yüzden kırmızı adlı değişkeni tanımlamak için Name bölümüne kırmızı yazılır ve Data type olarak raster seçilir. Description alanına “kırmızı bandı seçiniz” yazılarak Add sekmesine basılır. Benzer şekilde cikti adlı değişkende Adı: cikti, Veri tipi: raster ve açıklaması: “Çıktı raster harita adını giriniz” olarak tanımlanarak değişken olarak eklenir (Şekil 7.13). Değişken tanımlama işleminden sonra oluşturulan modelin doğruluğunu test etmek için Validate model seçilir. Eğer oluşturulan model doğru bir şekilde tanımlanmışsa “Model is valid” uyarı penceresi karşınıza çıkacaktır. Eğer model yanlış ise hatayı gösteren bir pencere karşınıza çıkacaktır (Şekil 7.14). Oluşturulan modeli çalıştırmak için GRASS GIS Grafik Modelci penceresinden Run model komutuna basılır. Karşınıza Model parameters adlı bir pencere çıkacaktır. Bu pencerede değişken olarak tanımlanan kırmızı bandı seçiniz alanına Band4 seçilir. Çıktı raster harita adı olarak “Renkli_goruntu” yazılır ve Run sekmesine basılarak model çalıştırılır. Model çalıştırıldıktan sonra Band4, Band3, Band2 görüntülerinin oluşturduğu renkli görüntü üretilecektir. Üretilen renkli görüntüyü Map Display ekranından görmek için File › Map display i› Add raster seçilerek d.rast penceresi açılır. Buradan üretilen “Renkli_goruntu” adlı raster görüntü seçilerek harita görüntüleme ekranında görüntülenir (Şekil 7.15).

Grafik Modelci aracılığı ile kontrolsüz sınıflandırma işlemi için gerçekleştirme için ilk önce Create new model komutu seçilerek yeni bir model sayfası açılır. Açılan yeni model sayfasında yapılacak sınıflandırma işlemi için ilk önce çalışma sınırlarını tanımlayacak g.region komutu eklenecektir. g.region komutu basit model oluşturmada anlatıldığı gibi modele eklenir. Çalışma sınırı olarak “Calisma_Siniri” adlı vektör harita tanımlanmıştır. Kontrollü sınıflandırma işleminin gerçekleştirilebilmesi için sınıflandırmaya tabi tutulacak bantların grup ve alt grup hâlinde olması gerekmektedir. Bu nedenle modele eklenecek ikinci komut, grup oluşturma komutudur. Grup oluşturma (i.group) komutunu eklemek için Add command to model seçilir. Açılan Add GRASS command to model penceresinde command olarak i.group seçilir. Tanımlama olarak “Sınıflandırma öncesi grup oluştur” yazılarak OK sekmesine basılır. Karşınıza çıkan i.group penceresinin Required alanından Name of imagery group olarak grup girilir. i.group penceresinden Maps sekmesine basılır. Bu alanda Gruptaki Name of raster maps to include in group bölümüne Band1, Band2, Band3, Band4, Band5, Band6 ve Band7 seçilir. Son olarak Optional sekmesine basılır ve bu alandan Name of imagery subgroup grup olarak girilir. Bu şekilde oluşturulan kontrolsüz sınıflandırma modelinin ikinci adımı tamamlanmış olur (Şekil 7.25). Kontrolsüz sınıflandırma modelinin üçüncü komutu kümeleme işlemidir. Kümeleme komutunu modele eklemek için Add command to model seçilir. Açılan Modele Add GRASS command to model penceresinde command olarak i.cluster seçilir. Tanımlama olarak “Kontrolsüz sınıflandırmanın birinci adımı” girilir ve Tamam (OK) sekmesine basılır. Çıkan i.cluster penceresinden ilk olarak Required sekmesi altında, Name of input imagery group ve Name of input imagery subgroup alanlarına grup yazılır. Daha sonra Name for output file containing result signatures olarak imza yazılır (Şekil 7.19). i.cluster penceresinden ikinci olarak Setting sekmesine basılır. Bu sekme altından Başlangıç sınıf sayısı Initial number of classes değeri 8, Maksimum number of iterations 30, Percent convergence değeri 98.0 ve son olarak Minimum number of pixel in a class 17 olarak girilerek OK sekmesine basılır (Şekil 7.20). Bu şekilde modelin üçüncü aşaması tamamlanmış olur (Şekil 7.25). Oluşturulan kontrolsüz sınıflandırma modelinin dördüncü aşaması sınıflandırma işleminin yapılmasıdır. Sınıflandırma komutunu modele eklemek için Add command to model seçilir. GRASS command to model penceresinde command olarak i.maxlik seçilir. Comment olarak “kontrolsüz sınıflandırma işlemi” yazılır. Gerekli seçimler yapıldıktan sonra Tamam (OK) sekmesine basılır (Şekil 7.21)

Komut çalıştırıldığında karşınıza i.maxlik penceresi açılacaktır. Bu pencerede Required sekmesi altında Name of input imagery group ve Name of input imagery subgroup alanlarına grup yazılır. Name of input imagery group) alanı- na imza yazılır. Son olarak Name for output raster map holding classification results olarak “sonuç_harita” yazılarak Tamam (OK) sekmesine basılır (Şekil 7.22). Bu şekilde modelin dördüncü işlem adımı tamamlanmış olur (Şekil 7.25). Kontrolsüz sınıflandırma modelinde son olarak yapılan sınıflandırma sonucu rapor olarak sunulacaktır. Rapor oluşturma komutu için Add command to model seçilir. Açılan Add GRASS command to model penceresinde command olarak r.report seçilir, comment olarak “rapor oluştur” yazılarak OK sekmesine basılır (Şekil 7.23). Karşınıza çıkan rapor oluşturma penceresinde Required bölümünden, Name of raster maps to report on alanına “sonuc_ harita” yazılır. Daha sonra istatistikler sekmesine basılır. Bu sekme altında, Area in square kilometers ve Percent cover işaretli hâle getirilerek OK sekmesine basılır (Şekil 7.24). Bu şekilde modelin beşinci adımı tamamlanmış olur (Şekil 7.25). Kontrolsüz sınıflandırma işlemi için gerekli tüm komut ve veri seçimi tamamlandıktan sonra oluşan modelin görünümü Şekil 7.25’te gösterildiği gibidir. Modeli gxm formatında bilgisayarınızda istediğiniz konuma kayıt edebilirsiniz. Oluşturulan modeli çalıştırmak için Run model komutuna basılır. Model çalıştıktan sonra sınıflandırma işlemi gerçekleştirilir. Sınıflandırma sonucunda oluşturulan rapor Şekil 7.26’da gösterilmiştir.

Harita Çıktısı Oluşturma

GRASS GIS yazılımında harita çıktısı oluşturma işlemi Cartographic composer ile yapılmaktadır. File › Cartographic composer seçilerek ya da doğrudan Layer Manager ara yüzünden Cartographic composer sekmesine basılarak erişilebilir (Şekil 7.28). Kartografik düzenleyici penceresinin görünümü Şekil 7.29’da verilmiştir. Şekil üzerinde çıktı harita hazırlamak için kullanılan komutların tanımlamaları yer almaktadır. Harita çıktısı oluşturma işleminin ilk adımı harita çıktısı üretilecek kâğıt boyutlarını tanımlamaktır. Bu işlem için Kartografik Düzenleyici penceresinden Page setting komutuna basılır. Açılan sayfa ayarları penceresinde birim, sayfa formatı ve sayfanın yönelimi gibi ayarlar yapılabilmektedir. Ayrıca sayfa kenar ayarları da Margins alanından yapılabilir. Bu çalışma için sayfa formatı a4 ve sayfa yönelimi landscape olarak ayarlanır. Ardından OK sekmesine basılarak işlem sonlandırılır. Sayfa ayarları yapıldıktan sonra sayfa üzerinde haritanın gösterileceği çerçevenin oluşturulması gerekmektedir. Bu işlem için Map frame komutuna basılır. Aktif hâle gelen komut ile sayfa üzerinde haritanın çizileceği alan çizilir. Çerçeve çizildiğinde karşınıza harita çerçeve ayarları gelecektir. Bu pencereden ilk önce Map frame options alanından Fit frame to match selected map seçilir. Map selection alanından Raster işaretlenir ve Map alanından “sonuç_harita” seçilir. Son işlem olarak OK sekmesine basılarak işlem bitirilir. İşlem sonucu “sonuc_harita” çerçeveye yerleştirilerek sayfa üzerinde gösterilir.

Yeryüzündeki nesneler harita üzerinde sembollerle ve farklı renklerle ifade edilirler. Bu sembollerin ve renklerin ne anlama geldiği haritaların kenarlarında yer alan lejant ile gösterilirler. Haritalarda kullanılan renk ve sembollerin ne anlama geldiğini gösteren tablolara lejant adı verilir.

Çıktı harita oluşturma işlemine harita lejantının çıktı sayfasına eklenmesi ile devam edilir. Harita lejentını çıktı sayfasına eklemek için Add map elements komutuna basılır ve açılan menünden Legend seçilir. Karşınıza Legend settings penceresi çıkacaktır. Bu pencere aracılığı ile raster ve vektör haritaların lejant özellikleri ayarlanmaktadır. Bu çalışma kapsamında kullanılacak raster haritanın lejant özelliklerini ayarlamak için Show raster legend seçili hâle getirilir. Source raster alanından Current raster seçilir. Type of legend bölümünden Discrete legend, Categorical maps seçilir. Size and position alanından Units olarak centimeter seçilir. Size bölümünden Width 5 columns 1 olarak ayarlanır. Son olarak Font settings bölümünden font Helvetica, Font boyutu 15 olarak ayarlanır. Gerekli ayarlamalar bittikten sonra OK sekmesine basılarak işlem bitirilir (Şekil 7.33). Çıktı sayfasına eklenen lejant bilgisi sayfa üzerinde uygun yere taşınır (Şekil 7.37). Çıktı sayfasına sabit bir ölçek tanımlamak için harita çerçevesi üzerine çift tıklanarak Map settings penceresi tekrar açılır. Açılan pencerenin Map frame options alanından Fixed scale and map center seçilir. Daha sonra Scale seçeneği 700000 olarak girilip OK sekmesine basılır. Bu şekilde 1:700000 ölçekli bir çıktı oluşturulacaktır (Şekil 7.34).

Lejant ayarlarından sonra harita başlığı eklenecektir. Bu işlem için Add map elements komutuna basılır ve açılan menünden Text seçilir. Açılan Text settings penceresinden Enter text alanına “KONTROLSUZ SINIFLANDIRMA HARITASI” yazılır. Font ayarları bölümünden font olarak Helvetica-Bold, Font boyutu 20 seçilir ve OK sekmesine basılır (Şekil 7.35a). Oluşturulan başlık, harita sayfası üzerinde uygun bir yere taşınır (Şekil 7.37). Başlık ekleme işleminden sonra çıktı harita sayfası üzerine çubuk ölçek eklenecektir. Bu işlem için Add map elements komutuna basılır ve açılan menünden Scale bar seçilir. Açılan Scale bar settings penceresinde Size bölümünden Lenght alanına 50 girilip uzunluk birimi kilometers seçilir. Yükseklik Height olarak 0.5 girilir ve birimi centimeter olarak belirlenir. Style bölümünden Type siyah beyaz çubuk olarak seçilir. Number of segment 4, Level every segment 1 ve Font size 10 olarak girilir. Gerekli ayarlamalar yapıldıktan sonra OK sekmesine basılarak işlem sonlandırılır (Şekil 7.35b). Oluşturulan ölçek, çıktı sayfası üzerinde uygun bir yere taşınır (Şekil 7.37). GRASS GIS Kartografik Düzenleyici penceresi aracılığı ile oluşturulan çıktı haritalar pdf formatında kayıt edilebilmektedir. Harita çıktısını pdf formatında kayıt etmek için menü çubuğu üzerinden Generate pdf output seçilir. Açılan pencereden haritanın bilgisayarınızda kayıt edileceği konum ve harita ismi belirlenir. Save seçeneğine basılarak harita bilgisayarınıza kayıt edilir.