Multispektral ve Hiperspektral Görüntüler

Nedir bu multispektral ve hiperspektral görüntü dediğimiz ? Aslında ne olduğunu söylemeden önce ne işe yaradıklarına değinmek istiyorum. Ne işe yaradıklarını birer örnekle açıklayalım isterseniz. Sizden şimdi kendinizi iki farklı canlı olarak hayal etmenizi isteyeceğim. Bunlar aslında özel canlılar sakın küçümsemeyelim. Bizim yapamadığımız çok önemli şeyleri yapabiliyorlar gözleriyle. Kim bu canlılar ? Bumbur arıları ve Akvaryum Balıkları..

İlk önce birer akvaryum balığı olduğunuzu hayal etmenizi istiyorum. Eğer bir akvaryum balığı olsaydınız ; Işığı çok daha farklı görecektiniz. İnsanların göremediği kızılötesi radyasyonları görüyor olacaktınız şuan.

Peki ya bir bumbur arısı olsaydınız. İşte bu sefer de ultraviyole ışıkları görüyor olacaktınız. Gerçekten olağanüstü değiller mi ? İnsanın görüş alanının aslında ne kadar dar olduğunu bilseydiniz , belki de biz hiç bir şey görmüyoruz diye düşünmeye başlardınız..

Siz bu yazıyı okurken aslında gördüğünüz şey bilgisayarın sana yansıtmış olduğu enerjiden ibaret. Peki ya bilgisayar nasıl görüyor ? Bilgisayarın gözleri , görüntüleri 3 dalga şekilde algılar. Bunlar ; RGB dediğimiz Kırmızı(Red) , Yeşil(Green) ve Mavidir.(Blue)

Şimdi sizden tekrar insan olarak hayal etmeni istiyorum. Ya gerçekten bir bumbur arısı ya da bir akvaryum balığı gibi görebilseydiniz ? İşte bu mümkün. Biz bunları Multispektral ve Hiperspektral görüntüler sayesinde başarabiliyoruz.

ELEKTROMANYETİK SPEKTRUM

Biraz önce RGB olarak bahsettiğimiz , kırmızı , yeşil ve mavi bantlarla beraber kızılötesi ve ultraviyole elektromanyetik spektrumda tanımlayıcı bölgelerdir. Biz insanlar aslında bu bölgeleri bunları sınıflandırmak için tanımlamış bulunuyoruz. Her bölgeyi kendi frekansına göre kategorize ettik. Örnek verirsek ;

• İnsanlar ; 380-700 nm arasındaki ışığı görür
• Akvaryumbalıkları ; 700-1000 nm arasında ki kızılötesi ışığı görür
• Bumbur arıları ; 10-380 nm arası ultraviyole ışığı görür.

Multispektral ve Hiperspektral görüntüler işte insana bir bumbur arısı ya da bir akvaryum balığı gibi görmek için güç verir. Aslında Elektromanyetik spektrum radyasyonuna yansıyan sensörler yardımıyla bundan çok daha fazlasını görebiliriz.

Multispektral ve Hiperspektral Görüntüler Arasındaki Farklar

Bu farkları aslında maddeler halinde yazmak istiyorum kısa ve öz biçimde. Nedir bu farklar ?

1. Ana fark band sayıları ve bandlar arasında ki sıklıktır. Hiperspektral görüntülerde bant sayısı ; yüzlerce hatta binlerce olabiliyorken , Multispektral görüntüler de 3-10 arasındadır.
2. Sizin de öngöreceğiniz gibi binlerce banttan oluşan bir Hiperspektral görüntü de bantlar arasında ki sıklık nerdeyse boşluk yok denecek kadarken , 3-10 arasında banta sahip olan Multispektral Görüntülerde bantlar arasında boşluk fazladır.
3. Hiperspektral görüntüler daha fazla bir spektral ayrıntıya sahip olacağından ötürü , bazı görünmeyen detayları bize görmemizde Multispektral görüntülere oranla daha büyük bir katkı sağlayacaktır. Hatta yapılan bir çalışmada ; Hiperspektral Görüntülerle 3 farklı mineral arasında ayrım yapılabildi fakat Multispektral Landsat Tematik Haritacısı , 3 minerali birbirinden ayırt edemedi.
4. Diğer bir önemli fark ise ÇÖZÜNÜRLÜK. Bandlar hiperspektral görüntülerde oldukça sık olduğundan ötürü çözünürlüğü düşürecektir. Multispektral görüntülerde ise bantlar arası boşluk olduğundan çözünürlük daha güzel olacaktır. Çözünürlük ve detay birbirinden çok farklı şeylerdir burayı kesinlikle karıştırmayalım.

Çözünürlük düşükse hiperspektral görüntüler nasıl bu kadar kullanışlı dediğinizi duyar gibi oldum. Buraya işte bir başka konu olan görüntü iyileştirme çalışmaları giriyor. Bir başka yazımda '' Görüntü iyileştirme nedir ve teknikleri nelerdir ? '' yazmayı planlıyorum. Yazımı bitirmeden önce sizleri bir kaç hiperpektral ve multispektral görüntülerle ilgili görüntülerle baş başa bırakıyorum.

Multispektral Görüntüler ;

Hiperspektral Görüntüler ;

Kaynaklar: 

1. KTÜ , Hiperspektral Görüntülerle Uzaktan Algılama Ders Notlarım
2. https://gisgeography.com/multispectral-vs-hyperspectral-imagery-explained/

Görsel Kaynaklar:

1. https://content.satimagingcorp.com/static/galleryimages/aster_geology_3.jpg
2. https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcQLGd_uA-JWBvd3M36nO4B4vGkW3F61EYzMkkOMt1MX7HbxN-N-
3. https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcQDpqmqnVx-tOniXnf_VC3Ytl0WyypQl5eA8a3Pl_naiQy7L7Dw
4. https://www.photonics.com/images/Web/Articles/2016/12/30/PIC_Ben_Gurion_Hyperspectra.jpg
5. https://analytik.co.uk/wp-content/uploads/2015/10/Fusarium-Detection.jpg
6. https://code3.media/images/pix-ag.jpg
7. https://www.bumblebeeconservation.org/wp-content/uploads/2017/08/Bterrestris_PG_BillTemples_web.jpg
8. https://slideplayer.biz.tr/slide/10314602/33/images/6/IKONOS+Multispectral+%28Bands%3A+4%2C3%2C2%29+%E2%80%93+4m.jpg
9. https://www.trthaber.com/resimler/10000/10307.jpg