Bölümler | Kategoriler | Konular | Üye Girişi | İletişim

Uzaktan Algılama: Göz Beyin Sisteminin İlham Ettiği Teknoloji

Son 25-30 yılın en popüler konularından biri uzaktan algılamadır. Uzaktan algılama, doğrudan temas olmaksızın nesneler hakkında bilgi elde etme sanatı veya bilimidir. İnsanların çeşitli gâyelerle uzay boşluğuna yerleştirdiği ve sürekli dünyanın etrafında veya eşzamanlı olarak dünya ile birlikte dönen çok sayıda uydu vardır. Bunlardan bazıları uzaktan algılamada kullanılır. Bu uydulardan elde edilen görüntüler, dünya yüzeyinin geniş bir bölümünü, meselâ bir ilin, bölgenin veya küçük ölçekli bir ülkenin tamamını aynı anda görebilme imkânı verir. Dünya üzerindeki objelere geniş bir bakış açısıyla tepeden bakmamızı sağlayan bu görüntüler sayesinde o yerin; toprak, su, orman, kaya, maden, bitki örtüsü gibi tabii kaynaklarını tanıyabiliriz. Meselâ, Türkiye'de ne kadar alanda pamuk ekili olduğu ve o yıl kaç ton pamuk elde edileceği hasat mevsiminden bir kaç ay önce belirlenebilir. Benzer şekilde herbir bitkinin ekili olduğu alan, bunların illere ve bölgelere göre dağılımı tespit edilebilir. Bir ülkenin nehirleri, kara ve demir yolları gibi binlerce kilometrekarelik alana yayılmış yapılar detaylarıyla birlikte yakalanabilir ve haritalanabilir. Belli bir alanda, belli bir sürede meydana gelen değişiklikler belirlenebilir. Uzaktan algılama uydularından biri olan LANDSAT dünya etrafındaki dönüşünü 16 günde tamamlar. Aynı yörüngede dönen ikinci bir LANDSAT uydusu diğer uydudan 8 gün sonra aynı noktadan geçer ve bundan dolayı 8 günde bir aynı yerin görüntüsünü alır. Hattâ kimi uydular aynı gün içerisinde iki kez aynı noktadan geçebilecek özelliktedir. Bu görüntüler karşılaştırılarak o bölgede veya ülkede bu süre içerisinde meydana gelen değişiklikler ortaya konabilir.

Bu teknoloji, ofisimizden ayrılmadan dünyanın en uzak yerlerindeki şeyleri masamızın üstüne getirir. Bu bilgiler, şehir plânlama, çevre izleme, tarım, orman ve deniz bilimleri, meteoroloji, askerî, petrol, maden arama ve jeoloji gibi sayısız alanlarda kullanılabilir. Uydular ve onlardan elde ettiğimiz bilgiler, yeryüzünden bakıldığında net olarak görülemeyen dinamik süreçleri anlamamıza yardımcı olurlar. Bunlara ilâveten, uydu görüntüleri insan gözünün algılayamadığı bazı ayrıntıları da ortaya koyabilir. Mesela bitkilerdeki hastalıkları, kayalardaki mineralleri, nehirlerdeki kirliliği ortaya koyabilir. Bu bilgiler uydularla daha ucuz, daha hızlı, daha az iş gücü ile ve daha objektif/sağlıklı olarak elde edilebilir. Uydu görüntüleri coğrafik bilgi elde etmenin en pratik yoludur. Bilgi toplayacağınız yer ister bir dağın tepesi, isterse okyanusun ortasında bir yer olsun, uydu sistemi o bölgeyle alâkalı birçok bilgiyi sağlayabilir.

Uzaktan algılama teknolojisi, bir alana ait bilgilerin güncellenmesinde büyük kolaylık sağlar. Yeni bir görüntü alarak o alanın son durumunu elde edebiliriz. Bunun için aylarca çalışmaya gerek yoktur. Kamera yalan söylemediği gibi, uydu algılayıcıları da yalan söylemez.

Uzaktan algılama cihazı olarak göz

Uzaktan algılama ne demektir? Günlük hayatımızın can alıcı ve sürekli yaptığımız bir faaliyetidir uzaktan algılama. Farkında olmadan bu mükemmel sistemi hepimiz kullanırız; ama onun nasıl işlediğini çok az insan düşünür. Bazen de ona basit, alelâde bir hadise olarak bakarız. Halbuki bu yazıyı okurken, aktif olarak uzaktan algılama yapıyoruz. Bakmakta olduğumuz kâğıttan yansıyan ışın bir algılayıcı (sensör) olan göz tarafından tutuluncaya kadar bir mesafe kateder. İşte bu, "uzak" denilen şeydir. Göze gelen ışınlar elektrik enerjisine çevrilip göz siniri tarafından beyne iletilirler ve beyin tarafından değerlendirilerek görüntü olarak algılanırlar. Bu ise; "algılama" dediğimiz şeydir. Gerçekten bu, insanı hayrette bırakacak mükemmel bir sistemdir. Göz; gözyaşı bezleriyle, korneasıyla, konjonktivasıyla, irisi ve göz bebeğiyle, göz merceğiyle, retinasıyla, koroidiyle, göz kasları ve göz kapakları gibi doku ve yapılarıyla benzersiz bir sistemdir. Bunların yanında beyinle bağlantısını sağlayan muhteşem sinir ağı ve son derece kompleks olan görme alanıyla bir bütün olarak kesinlikle tesadüfen oluşamayacak çok özel bir yapıya sahiptir. İnsan beyni ise, bilinen en iyi görüntü (imaj) işleyicidir.

NASA'daki araştırıcılar, yeryüzündeki görüntüleri uzaktan geniş bir perspektifle alacak ve değerlendirecek âletler yapmak için insana verilen bu mükemmel mekanizmadan yararlandılar. Yani; bilgisayar ve uzaktan algılama gibi bir çok teknolojinin prototipi de yine insandır.

İnsan algılamasının yaklaşık yüzde 80'ini sağlayan gözlerin özellikleri hayret vericidir. Bütün vücuttaki duyu algılayıcılarının yüzde 70'i gözün retina tabakasında yer alır. En gelişmiş dijital kameralar bile 1.300.000 görüntü algılama noktasıyla çalışabilirken, insan gözü yaklaşık 120.000.000 renksiz algılama ve 6.500.000 renkli algılama hücresiyle, 1 fotonluk hassasiyetle çalışabilmektedir. Bu sayede aydınlığın farklı derecelerini ayırt eder; kırmızı, yeşil ve mavi arasında değişen 150 renk tonunu görebiliriz.

Uzaktan algılama

Dijital kameralarda olduğu gibi, bir uydu algılayıcısı da filme sahip değildir. Bir algılayıcı, yeryüzünden ve onun üstündeki objelerden yansıyan elektromanyetik enerjinin miktarını ölçen binlerce küçük alıcıdan yapılmıştır. Evrendeki ışık çok farklı dalga boyuna, dolayısıyla farklı enerji seviyelerine sahip olarak yaratılmıştır. Bu ışınların herbiri farklı vazifeler görür. Bitkilerdeki fotosentezden radyo ve televizyon yayıncılığına, gözümüzün görmesinden radar sistemlerine, tıbbî uygulamalardan ev âletlerine kadar herbiri değişik alanda iş gören bu ışınlar uzaktan algılamada da esastır.

Bilindiği gibi güneş ve diğer yıldızlardan gelen ışın önce atmosferden geçmek zorundadır. Hayat için zararlı olan ışınlar burada tutulur. Atmosferde emilmeyen ışık spektrum alanları uzaktan algılayıcılar için yararlıdır ve atmosferik pencereler olarak adlandırılırlar.

Işık atmosferden geçerek yeryüzündeki bir obje veya yüzeye ulaştıktan sonra, o yüzey veya objenin cinsine göre ışığın belli bir dalga boyundaki spektrumu yansıtılır. Koordinatları ve yeryüzü özelliği belli bir alandan yansıtılan enerjinin ölçülmesiyle o yüzey özelliği veya objeye ait spektral aralığını belirlemiş oluruz. Bu bilgi bize, benzer nitelikteki yeryüzü veya objelerin yerlerini, alanlarını ve niteliklerini elde etmemizi sağlar. Farklı spektrumlar orman, su yüzeyi, karla kaplı alan, çıplak arazi gibi farklı yeryüzü şekillerini temsil ettiğinden, uydu görüntülerinin işlenmesiyle onlar arasında ayırım yapabiliriz.

Uydu ve algılayıcıların görüntüleme kapasitelerine tesir eden çok çeşitli faktörler vardır. Uydunun yörüngesi, yeryüzüne yakınlığı, dünya etrafındaki dönüş süresi, üstüste görüntü alabilme durumu, görüntüleme alanı, uydunun güneş ışığının açısına göre ayarlanabilirliği bu faktörlerden bazılarıdır. Yapacağımız işe göre hangi uydudan görüntü alacağımıza karar veririz.

Uydu görüntülerinin arşivlenmesi, işlenmesi ve analizi için özel bilgisayar yazılımları kullanılır. Daha gelişmiş uydular ve yeni çalışmalarla uzaktan algılamanın pratik değeri ve uygulanabilirliği artmaya devam etmektedir.

Uzaktan algılama ile ilgili bu gelişmeler, en uzak yeryüzü parçası ve onun üzerindeki objeler hakkında çok detaylı bilgiler elde etmemizi sağladığı gibi, insanın kendi fiillerinin de bu yöntemle birgün göz-önüne serilebileceğini ortaya koymaktadır. Sonsuz ilim ve kudret sahibi bir Yaratıcı'nın ilminin; yaratılmış olan insanın âcizliğine rağmen elde edebildiği böylesine bir ilme nisbeti düşünüldüğünde, herkesin her an her hareketinin kaydediliyor, yazılıyor, resmediliyor ve arşivleniyor olması akla hiç de uzak olmasa gerek.


Prof.Dr. Harun AVCI

Teknolojik Gelismeler