tc selçuk ünġversġtesġ fen bġlġmlerġ enstġtüsü fotogrametrġk teknġklerġn ġnsansız hava araçları ...

173 Pages·2014·13.88 MB·Turkish

T.C.
SELÇUK ÜNĠVERSĠTESĠ
FEN BĠLĠMLERĠ ENSTĠTÜSÜ

FOTOGRAMETRĠK TEKNĠKLERĠN
ĠNSANSIZ HAVA ARAÇLARI ĠLE
MÜHENDĠSLĠK PROJELERĠNDE
KULLANILABĠLĠRLĠĞĠNĠN
ARAġTIRILMASI

Ahmet Suad TOPRAK

YÜKSEK LĠSANS

Harita Mühendisliği Anabilim Dalı

Temmuz-2014
KONYA
Her Hakkı Saklıdır
TEZ KABUL VE ONAYI

Ahmet Suad TOPRAK tarafından hazırlanan “FOTOGRAMETRĠK
TEKNĠKLERĠN ĠNSANSIZ HAVA ARAÇLARI ĠLE MÜHENDĠSLĠK
PROJELERĠNDE KULLANILABĠLĠRLĠĞĠNĠN ARAġTIRILMASI” adlı tez çalıĢması
13/08/2014 tarihinde aĢağıdaki jüri tarafından oy birliği / oy çokluğu ile Selçuk
Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Harita Mühendisliği Anabilim Dalı’nda YÜKSEK
LĠSANS olarak kabul edilmiĢtir.

Jüri Üyeleri Ġmza

BaĢkan
Prof. Dr. Ferruh YILDIZ …………………..

DanıĢman
Doç. Dr. Murat YAKAR …………………..

Üye
Doç. Dr. Ġbrahim YILMAZ …………………..

Yukarıdaki sonucu onaylarım.

Prof. Dr. AĢır GENÇ
FBE Müdürü
TEZ BĠLDĠRĠMĠ

Bu tezdeki bütün bilgilerin etik davranıĢ ve akademik kurallar çerçevesinde elde
edildiğini ve tez yazım kurallarına uygun olarak hazırlanan bu çalıĢmada bana ait
olmayan her türlü ifade ve bilginin kaynağına eksiksiz atıf yapıldığını bildiririm.

DECLARATION PAGE

I hereby declare that all information in this document has been obtained and
presented in accordance with academic rules and ethical conduct. I also declare that, as
required by these rules and conduct, I have fully cited and referenced all material and
results that are not original to this work.

Ahmet Suad TOPRAK

Tarih: 13.08.2014
ÖZET

YÜKSEK LĠSANS

FOTOGRAMETRĠK TEKNĠKLERĠN ĠNSANSIZ HAVA ARAÇLARI ĠLE
MÜHENDĠSLĠK PROJELERĠNDE KULLANILABĠLĠRLĠĞĠNĠN
ARAġTIRILMASI

Ahmet Suad TOPRAK

Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü
Harita Mühendisliği Anabilim Dalı

DanıĢman: Doç. Dr. Murat YAKAR

2014, 164 Sayfa

Jüri
Prof. Dr. Ferruh YILDIZ
Doç. Dr. Murat YAKAR
Doç. Dr. Ġbrahim YILMAZ

Mühendislik projelerinde zaman, maliyet ve hassasiyet kavramları önemli değere sahiptir. Bu
sebeple, mühendislik projelerinin kısa zaman, düĢük maliyet ve yüksek hassasiyet gözetilerek yapılması
gerekmektedir. Fotogrametrik Tekniklerin ĠHA’lar ile mühendislik projelerinde kullanılabilirliğinin tespit
edilmesi, bu projelerin üretimine yeni bir soluk katacak ve bu teknik ile daha kısa zamanda, daha hassas
ve düĢük maliyetler ile mühendislik projeleri üretilebilecektir.
ÇalıĢmada, ĠHA ile Fotogrametrik Teknikler kullanılarak, Afyonkarahisar Ġli Merkezinde
Hâlihazır Harita Üretimi, Hacim Hesabı ve Ortofoto Harita Üretimi, Konya Ġli BeyĢehir Ġlçesinde
Kültürel Mirasların Dökümantasyonu ve Mersin Ġli Silifke Ġlçesinde Arkeolojik Dökümantasyon Ģeklinde
farklı mühendislik projeleri üretilmiĢtir.
Bu çalıĢmada, geliĢen teknolojinin bize sunmuĢ olduğu ĠHA’ların Fotogrametrik Teknikler ile
birlikte, farklı mühendislik projelerinin üretiminde kullanılabilirliği araĢtırılmıĢ ve sonuca varılmıĢtır.

Anahtar Kelimeler: Arkeolojik Dökümantasyon, Fotogrametri, Hacim Hesabı, Hâlihazır
Harita, ĠHA (Ġnsansız Hava Aracı), Kültürel Miras, Ortofoto Harita

iv
ABSTRACT

MS THESIS

THE INVESTIGATION OF USABILITY OF PHOTOGRAMMETRIC
TECHNIQUES WITH UNMANNED AERIAL VEHICLES ĠN ENGINEERING
PROJECTS

Ahmet Suad TOPRAK

THE GRADUATE SCHOOL OF NATURAL AND APPLIED SCIENCE OF
SELÇUK UNIVERSITY
THE DEGREE OF MASTER OF SCIENCE IN GEOMATIC ENGINEERING

Advisor: Doç. Dr. Murat YAKAR

2014, 164 Pages

Jury
Prof. Dr. Ferruh YILDIZ
Assoc. Prof. Dr. Murat YAKAR
Assoc. Prof. Dr. Ġbrahim YILMAZ

In Engineering Projects, time, cost and precision has a important values of terms. Therefore
Engineering Projects, a short time, low cost and high precision must be made considering.
Photogrammetric Techniques UAV's determination of the availability of the engineering projects,
production of this project will add a new lease of and this technique in less time, with more accuracy and
lower costs engineering projects can be produced.
In our study, UAV with Photogrammetric Techniques using Afyon Karahisar City at the Center
for Topographic Map Production, Volumetric Analysis and Orthophoto Map Production, BeyĢehir district
in Konya Province Documentation of Cultural Heritage, Silifke district in Mersin Province
Archaeological Documentation in the form of manufactured a different engineering project.
In this study, developing technology that have been presented to us UAV 's together with the
Photogrammetric Techniques availability in the manufacture a different engineering projects has been
investigated and concluded.

Keywords: Archaeological Documentation, Cultural Heritages, Orthophoto Map,
Photogarmmetry, Topographic Map, UAV, Volumetric Analysis

v
ÖNSÖZ

Bu Tez çalıĢmamda öncelikle tez konumu belirleyen, çalıĢmalarımın her
aĢamasında yakın ilgi ve yardımlarını esirgemeyen çok değerli danıĢman hocam Sayın
Doç. Dr. Murat YAKAR’ a sonsuz teĢekkürlerimi sunuyorum.
Ayrıca Tez çalıĢmamda bana yardımcı olan Sayın Yrd. Doç. Dr. Murat
UYSAL’a ve Öğr. Grv. Ali ULVĠ’ ye teĢekkür ediyorum.
Bunun yanında çalıĢmalarım sırasında gösterdikleri özveri ve desteklerinden
dolayı bütün aileme teĢekkür ediyorum.

Ahmet Suad TOPRAK
KONYA-2014

vi
ĠÇĠNDEKĠLER

ÖZET .............................................................................................................................. iv
ABSTRACT ..................................................................................................................... v
ÖNSÖZ ........................................................................................................................... vi
ĠÇĠNDEKĠLER ............................................................................................................. vii
SĠMGELER VE KISALTMALAR .............................................................................. ix
1. GĠRĠġ ........................................................................................................................... 1
2. KAYNAK ARAġTIRMASI ....................................................................................... 4
3. MATERYAL VE YÖNTEM ...................................................................................... 7
3.1. Fotogrametri ........................................................................................................... 8
3.1.1. Fotogrametrinin sınıflandırılması ................................................................... 8
3.1.2. Yersel fotogrametri ve uygulama alanları ...................................................... 9
3.1.3. Hava fotogrametrisi ve uygulama alanları .................................................... 10
3.1.4. Fotogrametrik değerlendirmede yöneltme iĢlemleri ..................................... 11
3.2. Ġnsansız Hava Araçları ......................................................................................... 13
3.2.1. Ġnsansız hava araçlarının tanımı ................................................................... 13
3.2.2. Ġnsansız hava araçlarının sınıflandırılması ................................................... 14
3.2.3. Ġnsansız hava araçlarının kullanım alanları .................................................. 23
3.2.4. Ġnsansız hava araçlarının fotogrametride kullanımı ...................................... 23
3.3. ÇalıĢma Öncesi Hazırlık ...................................................................................... 25
3.4. Arazi ÇalıĢmaları ................................................................................................. 26
3.5. Ofis ÇalıĢmaları ................................................................................................... 27
4. UYGULAMALAR .................................................................................................... 30
4.1. Hâlihazır Harita Üretimi ...................................................................................... 30
4.1.1. ÇalıĢma öncesi hazırlık ................................................................................. 31
4.1.2. Arazi çalıĢması .............................................................................................. 31
4.1.3. Ofis çalıĢması ................................................................................................ 34
4.1.4. KarĢılaĢtırma ................................................................................................. 42
4.1.5. Bulgular ........................................................................................................ 48
4.2. Hacim Hesabı ....................................................................................................... 49
4.2.1. ÇalıĢma öncesi hazırlık ................................................................................. 49
4.2.2. Arazi çalıĢması .............................................................................................. 50
4.2.3. Ofis çalıĢması ................................................................................................ 53
4.2.4. KarĢılaĢtırma ................................................................................................. 68
4.2.5. Bulgular ........................................................................................................ 70
4.3. Kültürel Mirasların Dökümantasyonu ................................................................. 71
4.3.1. ÇalıĢma öncesi hazırlık ................................................................................. 72
4.3.2. Arazi çalıĢması .............................................................................................. 72
4.3.3. Ofis çalıĢması ................................................................................................ 77
vii
4.3.4. KarĢılaĢtırma ................................................................................................. 86
4.3.5. Bulgular ........................................................................................................ 95
4.4. Arkeolojik Dökümantasyon ................................................................................. 96
4.4.1. ÇalıĢma öncesi hazırlık ................................................................................. 96
4.4.2. Arazi çalıĢması .............................................................................................. 97
4.4.3. Ofis çalıĢması .............................................................................................. 100
4.4.4. KarĢılaĢtırma ............................................................................................... 112
4.4.5. Bulgular ...................................................................................................... 118
4.5. Ortofoto Harita Üretimi ..................................................................................... 119
4.5.1. ÇalıĢma öncesi hazırlık ............................................................................... 120
4.5.2. Arazi çalıĢması ............................................................................................ 120
4.5.3. Ofis çalıĢması .............................................................................................. 123
4.5.4. KarĢılaĢtırma ............................................................................................... 135
4.5.5. Bulgular ...................................................................................................... 140
5. SONUÇLAR VE ÖNERĠLER ............................................................................... 142
5.1 Sonuçlar .............................................................................................................. 142
5.2 Öneriler ............................................................................................................... 144
KAYNAKLAR ............................................................................................................ 145
EKLER ........................................................................................................................ 148
ÖZGEÇMĠġ ................................................................................................................ 163

viii
SĠMGELER VE KISALTMALAR

Simgeler

к , к , φ , φ ve ω : BeĢ Bağımsız DıĢ Yöneltme Elemanı
1 2 1 2 2
P : Cisim Noktası
P', P'' : P Cisim Noktasının Birinci Ve Ġkinci Resimdeki KarĢılıkları
O , O : Birinci ve Ġkinci Resmin ĠzdüĢüm Merkezleri
1 2
X, Y, Z : Cisim koordinat sistemi
u', v', w' : Birinci Resim Koordinat Sistemi
u'', v'', w'' : Ġkinci Resim Koordinat Sistemi
b , b , b : ĠzdüĢüm Merkezleri Arasındaki Baz Vektörü BileĢenleri
x y z
x', y',-c : P Cisim Noktasının Birinci Resim Koordinatları
x'', y'',-c : P Cisim Noktasının Ġkinci Resim Koordinatları
A' ve A'' : Birinci ve Ġkinci Fotoğrafla Ġlgili Ortagonal Matris
X , Y ve Z : Öteleme Parametreleri
0 0 0
φ, ω, к : Dönüklük Parametreleri
λ : Ölçek Katsayısı
A , A , A , ..., A : A Ortagonal Matrisinin Elemanları
11 12 13 33
X, Y ve Z : Modeldeki Noktaların Arazi Koordinatları
W, H : Kameranın Sensör Büyüklükleri
w, h : Kameranın Sensör Büyüklüklerinin Çözünürlüğü
c : Kameranın Asal Uzaklığı
h : UçuĢ Yüksekliği
m : Fotoğraf Ölçeğinin Paydası
r
M : Fotoğraf Ölçeği
r

Kısaltmalar

AVDK : Arazi Verilerine Dayalı Konumlandırma
CBS : Coğrafi Bilgi Sistemi
Flight-CTRL : UçuĢ Kontrolcüsü
GNSS : Global Navigation Satellite System
GPS : Global Positioning System
ĠHA : Ġnsansız Hava Aracı
LĠPO : Lityum Polimer
PM : PhotoModeler
RTK : Real Time Kinematik
SAM : Sayısal Arazi Modeli
UAV : Unmanned Aerial Vehicle
VRML : Virtual Reality Modeling Language
VTOL : Vertical Takeoff and Landing
3B : Üç Boyutlu

ix
1
1. GĠRĠġ

GeliĢen teknoloji ile zaman içerisinde fotogrametrinin geliĢimi planimetrik
(plançete) fotogrametri, analog fotogrametri ve analitik fotogrametri aĢamalarından
geçmiĢ ve Ģuan dijital fotogrametri aĢamasına girmiĢtir.
Fotogrametri tekniği, yıllardır arkeolojik ölçmeler ve tarihi eserlerin
dökümantasyonu için kullanılagelen bir yöntemdir. Dijital tekniklerin geliĢimiyle
birlikte fotogrametri, mimari eserlerin dökümantasyonu ve korunmasında daha verimli
ve ekonomik bir yöntem haline gelmiĢtir (Ulvi, 2008).
Günümüzde farklı mühendislik projelerinde fotogrametri tekniğinin kullanıldığı
görülmektedir. Son zamanlarda büyük geliĢim gösteren ve kendinden söz ettiren taĢıyıcı
platformlardan birisi de kuĢkusuz ĠHA’dır (KarakıĢ, 2011). ĠHA’ların kullanımı ile hem
hava hem de yersel fotogrametrinin sağlamıĢ olduğu avantajları bir araya toplanmıĢtır.
ĠHA askeri amaçlardan 3B modelleme, haritacılık, gözetleme ve izleme gibi farklı
birçok amaç için kullanılmaktadır (Uysal ve ark., 2013).
Bunun yanında ĠHA’lar yardımı ile istenilen zamanda görüntü elde edilebilir ve
bu durum uydu görüntülerinde pek mümkün olamamaktadır. ĠHA’lar sayesinde
zamansal çözünürlükleri yüksek görüntüler elde edilebilmekte ve uydu görüntülerine
göre daha ucuz maliyet ile görüntü elde edilebilmektedir (Yılmaz ve ark., 2013).
Mühendislik projelerinden hâlihazır harita üretimi uygulaması Afyonkarahisar
Ġli, Afyon Kocatepe Üniversitesi, Ahmet Necdet Sezer YerleĢkesinde yapılmıĢtır.
Hâlihazır haritalar; yol, kamulaĢtırma, imar ve CBS (Coğrafi Bilgi Sistemi) gibi birçok
mühendislik projesinde altlık olarak kullanılmaktadır. Hâlihazır haritalar farklı teknikler
ile üretilebilir. ĠHA’lar ile mobil harita üretimi çalıĢmaları hızla artmakta ve ĠHA
Fotogrametrisi olarak adlandırılan bu yöntem yakın zamanda hava ve yersel
fotogrametri arasındaki boĢluğu dolduracağı düĢünülmektedir (CoĢkun, 2012). Bu
uygulamanın klasik yöntemle yapılması; kullanılacak cihaz ve personelin fazla
olmasıyla maliyet, ölçüm ve hesap sürelerinin fazla olması ile de zaman kavramları
açısından dezavantaj sağlamaktadır. Ancak bu mühendislik projesinin, ĠHA’lar
yardımıyla fotogrametrik teknikler kullanılarak yapılması, kullanılacak cihaz ve
personelin az olmasıyla maliyet, ölçüm ve hesap sürelerinin daha kısa olmasıyla da
zaman kavramları açısından büyük bir avantaj sağlamaktadır.
Mühendislik projelerinden hacim hesabı uygulaması Afyonkarahisar Ġli, Afyon
Kocatepe Üniversitesi, Ahmet Necdet Sezer YerleĢkesinde yapılmıĢtır. Hacim hesabı;