- ÖZET:
Özellikle son 5 yılda Türkiye’de İHA tabanlı fotogrametrik çalışmalar oldukça yaygınlaşmıştır. Farklı sensörler ve taşıyıcılar kullanılarak elde edilen veriler, çeşitli meslek disiplinlerinin kullanımına sunulmaktadır. Türkiye’de halen stereo modeller üzerinden veri toplama oldukça yaygındır. Bu kullanımda en büyük beklenti, stereo modellerin mümkün olduğunca istikrarlı bir performans göstermesidir. Ancak, bazı uygulamalarda metrik olmayan hava kameralarıyla yapılan çalışmalarda stereo modellerde tutarsızlıklar gözlenmektedir. Bu çalışmada, kamera verileri ile oluşturulan stereo modellerin performansı özellikle gözlemlenmiştir.
- GİRİŞ:
Bu çalışmada Quantum firmasının ürettiği Trinity Pro VTOL tipi drone ve Phase One firmasının ürettiği Phase One P5 sensörü kullanılmıştır. Özellikle 128 MP’lik bu kameranın İHA projeleri için alışılmışın dışında büyük formatlı bir sensör olması nedeniyle performansı bizim için merak konusuydu.
Ankara’ya yaklaşık 80 km uzaklıktaki Kalecik ilçesinde bulunan drone test alanı çalışma sahası olarak seçildi. Bu bölge, sıklıkla karşılaşılan jammer (sinyal karıştırıcı) etkisine maruz kalmadığı için tercih edildi. Yaklaşık 200 hektarlık bir alanda 10 adet yer kontrol noktası kurularak çift frekanslı Tersus Luka GNSS alıcıları ile ölçüldü.
Çalışmanın temel hedefleri; Phase One P5 kameranın Trinity Pro drone ile uyumu, hava üçgenleme ve blok dengeleme (bundle adjustment) sonuçlarının analizi, Sayısal Yüzey Modeli (DSM) ve ortomozaik kaliteleri, stereo modellerin konumsal doğruluklarının gözlemlenmesi ve model geçişlerinde meydana gelebilecek yükseklik farklarının incelenmesi olarak belirlenmiştir.
Kalecik Project Area GCP Coordinates
| PT1.3 | 4450387.535 | 528532.075 | 1067.855 |
|---|---|---|---|
| PT2.3 | 4451012.841 | 528316.577 | 1043.855 |
| PT3.3 | 4451136.954 | 528877.108 | 1091.920 |
| PT4.3 | 4451775.302 | 529199.479 | 11073.940 |
| PT5.3 | 4451556.956 | 528539.653 | 1039.594 |
| PT6.3 | 4451932.059 | 528862.680 | 1036.810 |
| PT7.3 | 4452143.881 | 528298.369 | 1030.569 |
| PT8.3 | 4451408.639 | 527875.147 | 1047.946 |
| PT9.3 | 4450834.584 | 527445.975 | 1062.828 |
| PT10.3 | 4450573.045 | 528069.256 | 1053.015 |
- UYGULAMA ÇALIŞMASI:
3.1 Çalışma Alanı:
Daha önce belirtildiği gibi proje sahası Kalecik ilçesindeki drone test alanı olarak seçilmiş ve uçuş öncesi hazırlıklar bir gün önceden tamamlanmıştır.
3.2 Drone & Sensör:
Önceki çalışmalarımızda Phase One IXM 100 (100 MP) sensörü ile çalışma fırsatımız olmuş ve veri kalitesinden oldukça etkilenmiştik. Yeni P5 sensörün aynı performansı verip veremeyeceği ve taşıyıcı ile olan uyumu bu çalışmada görmek istediğimiz başlıca noktalardı.
3.3 Veri Toplama:
Uçuş planı Qbase 3D yazılımı ile hazırlanmış olup, parametreler şu şekildedir:
- Kolon Sayısı: 16
- Hedeflenen GSD: 2 cm
- Uçuş Yüksekliği: 200 m
- Yan / İleri Bindirme: %70 / %70
- Fotoğraf Çekim Aralığı: 2.6 saniye
- Hız: 17 m/s
- Fotoğraf Sayısı: 504
Veri toplama işlemi 4 Nisan 2025 tarihinde saat 10:30’da Phase One P5 (35mm odak uzaklığı) ile gerçekleştirilmiştir. Uçuş günü hava koşulları fotogrametrik veri toplama açısından son derece elverişsizdi; zaman zaman yağmur ve yoğun sis vardı. Ancak alan o gün için ayrıldığı için bu zorlu koşullarda veri toplanmıştır.
Uçuş sırasında Tersus Luka marka GNSS alıcısı baz istasyonu olarak kullanılmış, 1 Hz frekansında toplanan RINEX verileri ile drone’dan alınan veriler Qbase 3D yazılımında birlikte işlenerek (PPK yöntemiyle) hava fotoğraflarının yönelim parametreleri elde edilmiştir.
3.4 Görüntü İşleme:
Hava görüntülerinin kalitesi yalnızca sensör kalitesine değil, aynı zamanda çekim anındaki ışık koşullarına da bağlıdır. Bu zor koşullarda P5’in performansı da merak konusuydu. Proje alanının bazı bölümlerinde sis o kadar yoğundu ki, bu alanlardaki görüntüler çalışmadan çıkarılmıştır. Geriye kalan görüntüler Capture One yazılımında işlenmiştir. IIQ formatında toplanan ham veriler radyometrik düzeltmeler sonrası JPG formatına dönüştürülmüştür. Hava koşulları nedeniyle çok parlak fotoğraflar elde edilememiş olsa da, sis etkisini azaltmak için “dehaze” efekti kullanılarak görüntüler mümkün olduğunca netleştirilmiştir.
3.5 Hava Üçgenleme ve Blok Dengeleme:
Hava üçgenleme ve blok dengeleme işlemleri Pix4D_Mapper yazılımı ile yapılmıştır. 1/2 modunda bağlayıcı noktalar toplanmış, ardından yer kontrol noktaları ölçülerek blok dengeleme gerçekleştirilmiştir. İşlem sonunda çıkan rapor çıktısı üzerinden yapılan kontrolde herhangi bir sorun gözlenmemiş, yer kontrol noktalarının karesel ortalama hataları oldukça düşük çıkmıştır.
Blok dengeleme sonrası stereo model üretimi için düzeltilmiş (undistorted) görüntüler dışa aktarılmıştır.
Pix4D formatında oluşturulan kamera kalibrasyon raporu çalışmaya dahil edilmiştir (detaylar üstte verilmiştir).
3.6 DSM Üretimi:
DSM üretimi yine Pix4D_Mapper yazılımında yapılmıştır. Nokta bulutu yoğunluğu “Optimum” olarak belirlenmiş, minimum eşleşme sayısı 3 olarak ayarlanmıştır. Toplamda yaklaşık 455 milyon DSM noktası elde edilmiştir. Genel veri kalitesinin oldukça iyi olduğu gözlemlenmiştir. DSM üretimi sonrası sınıflandırma işlemi de yapılmıştır.
3.7 Ortomozaik:
Ortomozaik üretimi, Pix4D yazılımında oluşturulan Sayısal Yükseklik Modeli (DEM) kullanılarak yapılmıştır. Yapılan kontrollerde yer kontrol noktalarının ortomozaik üzerinde XY konumlamasının ortalama 1 piksel hassasiyetle oturduğu görülmüştür. Nihai ortomozaik, sınıflandırma tamamlanıp DTM üretildikten sonra oluşturulacaktır.
3.8 Stereo Özellik Çıkarımı:
Bu çalışmanın temel amacı, Trinity Pro ve P5 kombinasyonuyla toplanan verilerle oluşturulan stereo modelleri gözlemlemekti. Bundle adjustment sonucunda elde edilen iç ve dış yönelim parametreleri kullanılarak Imagine Photogrammetry yazılımında fotogrametrik blok oluşturulmuştur.
İlk olarak rastgele seçilen 20 modelde paralaks kontrolü yapılmış, hiçbir bölgede paralaks gözlenmemiştir. Daha sonra stereo modellerden veri toplama aşamasına geçilmiş ve farklı modellerden stereo modda veri toplanmıştır. Veriler toplanırken, kamera distorsiyon hatalarının model geçişlerine etkisi gözlemlenmek istenmiş, bazı çizimlerin sınır bölgelerde nasıl gözüktüğü incelenmiştir. Sonuçlar son derece tatmin edicidir; model sınırında çizilen veriler, komşu modellerde de aynı konumda yer almıştır.
Ayrıca, 128 MP sensörün sunduğu geniş model alanı sayesinde model değiştirme sayısı azalmış, daha verimli veri toplanabilmiştir. Uçuşun son derece olumsuz ve sisli, neredeyse güneş ışığı olmayan bir havada yapıldığını belirtmiştik. Buna rağmen stereo modellerde herhangi bir radyometrik problem yaşanmamış, tüm detaylar net olarak gözlenmiştir.
3.9 Değerlendirme ve Sonuç:
Tüm bu çalışmalardan elde edilen verilerin kalite ve doğruluğu bizim için oldukça tatmin edici olmuştur. Gerek taşıyıcının gerekse sensörün, bu kadar olumsuz koşullarda bile gösterdiği performans oldukça etkileyicidir.
Piyasada sabit kanatlı İHA’larla toplanan verilerin stereo değerlendirme sırasında sorun çıkarabileceği ve özellikle Z koordinatında ciddi farklar oluşabileceği yönünde endişeler vardı. Bu çalışma, sabit kanat VTOL ve büyük format kameranın birlikte kullanıldığı durumda, bu endişelerin yersiz olduğunu ortaya koymuştur.
Son olarak, 128 MP sensörün sağladığı geniş görüntü alanı, operatörlere daha rahat çalışma imkânı sunmuş ve model değiştirme ihtiyacını azaltarak verimliliği artırmıştır.
Volkan PASİNLİ
