Evaluation of the digital elevation models obtained from Göktürk-1 satellite data
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Hacettepe Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Geomatik Mühendisliği A.B.D., Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2024
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: MEHMET EMİN AYAZ
Danışman: Saygın Abdikan
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Sayısal Yükseklik Modeli (SYM) arazi yüzeyini matematiksel kurallar yardımıyla üç boyutlu olarak tanımlayan ve araziye ait yükseklik bilgilerini kullanarak gösteren bir modeldir. Üretim hızı, insan gücüne dayalı bir ürün olmaması, ekonomi ve veriye ulaşmadaki kolaylıklar olması gibi avantajları sayesinde SYM üretiminde uydu görüntüleri sıkça tercih edilmektedir. Buna ek olarak uydu görüntülerinin beraberinde sağlanan metadatalar ve Rasyonel Polinomal Katsayılar sayesinde yatay ve düşey eksende yüksek konumsal doğruluklar elde edilebilmektedir. Sunulan tez kapsamında, dünya üzerinde üç farklı bölgede (Amerika/Teksas-Amarillo, İtalya/Monfalcone, Türkiye/Antalya) Göktürk-1 (GKT1) stereo görüntü çiftleri kullanılarak SYM elde edilmiştir. Elde edilen bu modellerin yükseklik bilgileri açık kaynak olarak sunulan ICESat-2 verileri ve küresel sayısal yükseklik modelleri ALOS SYM (AW3D30), Copernicus SYM, NASA SYM ve SRTM SYM (ACNS) verileri ile ayrı ayrı karşılaştırılmıştır. Karşılaştırma işlemleri sırasında, ortalama mutlak fark, medyan, ortalama sapma, medyan mutlak sapma, varyans ve standard sapma istatistiksel işlemleri kullanılmıştır. Tez çalışmasında kullanılan ICESat-2 verileri Göktürk-1 stereo çiftlerinin denk geldiği bölgeler dikkate alınarak indirilmiş ve referans veri olarak kullanılmak üzere bir dizi filtreleme işleminden geçirilmiştir. Yapılan filtrelemeler sonucunda Amerika/Teksas-Amarillo bölgesinde 2629 adet, İtalya/Monfalcone bölgesinde 3489 adet ve Türkiye/Antalya bölgesinde 2215 adet ICESat-2 referans verileri tez çalışmasında kullanılmıştır. Göktürk-1 stereo çiftlerinin bulunduğu üç farklı bölgeye ait Sentinel-1 ve Sentinel-2 tabanlı küresel arazi kullanımı ve arazi örtüsü (LULC) haritaları WorldCover, Avrupa Uzay Ajansı'ndan (ESA) açık kaynak olarak temin edildi. Avrupa Uzay Ajansı tarafından yayınlanan haritalardaki sınıflara göre küresel SYM verileri ile ICESat-2 verileri arasındaki yükseklik farklarının değişimlerine bakılmıştır. Yapılan yükseklik karşılaştırmaları sırasında yine mutlak ortalama, medyan, mutlak ortalama sapma, medyan mutlak sapma, varyans ve standard sapma istatistiksel analizler kullanılmıştır. Arazi kullanım/Arazi örtüsü verilerinde Göktürk-1 SYM bölgelerine denk gelen 8 farklı sınıf bulunduğu (Orman, Çalılık, Çayır, Tarım arazisi, Yapay Alan, Çıplak/Seyrek Bitki Örtüsü, Kalıcı Su Alanları ve Otsu Sulak Alanlar) gözlemlenmiştir. Küresel sayısal yükseklik modelleri yine Göktürk-1 stereo görüntü çiftlerinin bulunduğu üç farklı bölgeye denk gelecek şekilde elde edilmiştir. Yapılan tez çalışmasında her bir SYM'nin birbirleri ile yükseklik bazında karşılaştırmasını gösteren tablolar oluşturulmuş (GKT1-ACNS, ICESat-2-ACNS, GKT1-ICESat-2) ve bulunan tüm sonuçlar tezin içerisinde sunulmuştur. Amerika, İtalya ve Türkiye'deki üç bölgede ICESat-2 verisinin küresel SYM'lere göre (ICESat-2-ACNS) yapılan yükseklik karşılaştırmasında bulunan ortalama değerler sırasıyla 2,553 / 1,415 / 1,854 ve 2,877 metredir. Buna karşın ICESat-2 referans verilerine denk gelen Yer Kontrol Noktasız (YKN'sız) Göktürk-1 SYM (ICESat-2 - GKT-1 YKN'sız) verileri karşılaştırıldığında ise ortalama değer 6,623 metre olarak ortaya çıkmaktadır. ICESat-2 ile YKN'sız GKT-1 SYM arasında yapılan sınıf bazlı karşılaştırma sonucu en iyi doğruluğa sahip sonuçların İtalya bölgesinde olduğu görülmüştür. En yüksek doğruluğa sahip sınıflar sırasıyla 2,102 / 2,135 / 2,118 metre ile çalılık/otlak/ekili alan sınıflarıdır. Yer Kontrol Noktalı (YKN'lı) SYM verileride GKT-1 stereo görüntülerinden üretilmiş ve ICESat-2 referans verileri ve Küresel SYM verileri ile karşılaştırılmıştır. ICESat-2 verileri yer kontrol noktalı GKT-1 SYM verileri ile karşılaştırıldığında (ICESat-2 - GKT-1 YKN'lı), üç çalışma alanı için elde edilen ortalama değer 1,807 metredir. ICESat-2 ile YKN'lı GKT-1 SYM arasında yapılan sınıf bazlı karşılaştırma sonucu en iyi doğruluğa sahip sonuçların Amerika bölgesinde olduğu görülmüştür. En yüksek doğruluğa sahip sınıflar sırasıyla 0,693 / 0,665 / 0,635 metre ile çayır, tarım arazisi, çıplak/seyrek bitki örtüsü sınıflarıdır.