YKN Kullanılmadan PPK ile Ölçüm

15 Ağustos 2016
Yer Kontrol Noktaları Kullanılmadan İHA’lar ile Hangi Doğruluk Seviyesinde
Haritalama Yapılabilir?
What is the Mapping Accuracy Without Using Ground Control Points?
Onur BOY1, S.Sarper SARALOĞLU2
1
Bilgisayar Yüksek Mühendisi ve İHA Uzmanı
[email protected]
2
Harita Mühendisi
UGS Mühendislik Hrt.İnş.Mak.ve Tic.Ltd.Şti
[email protected]
balonlar Venedik’i bombalamak için kullanılmıştır. [1] O
günden günümüze kadar, özellikle askeri alandaki ihtiyaç ile
kullanılmaya başlanmış olan İHA’lar pek çok sektörde yerini
alarak karşımıza çıkmaktadır. Önceleri sadece askeri kanadın
hegemonyasında olan bu teknoloji son yıllarda sivil alanda da
hobi ve ticari amaçlı olarak yaygın bir şekilde kullanılmaya
başlanmış ve daha çok “drone” ifadesi ile anılır olmuştur.
Özet
Son yıllarda İnsansız Hava Aracı (İHA) sistemlerinde yaşanan
teknolojik gelişmeler söz konusu platformların pek çok alanda
kullanılması hususunu da beraberinde getirmiştir. Düşük
maliyetli olmaları ve nispeten daha hızlı, esnek ve kolay
kullanılabilmeleri nedeni ile İHA’lar özellikle havadan bilgi
toplama
ihtiyacının
yoğun
olduğu
Haritacılık,
Keşif/Gözetleme ve Güvenlik gibi sektörlerden ilgi
görmektedir. Bu noktada, başarıyı belirleyen en kritik
hususlardan biri toplanan ve işlenen bilginin ve sonuçta elde
edilen ürünün hassasiyeti ve doğruluğu olarak karşımıza
çıkmaktadır. Bu çalışmada haritalama amaçlı kullanılan İHA
sistemleri ile yapılan çalışmalarda Yer Kontrol Noktaları
kullanılmadan GNSS Post Proses tekniği ile hangi seviyede
hassasiyet ve doğruluk yakalanabileceği incelenmiştir.
Anahtar Kelimeler: İnsansız Hava
Haritalama, Post Proses, Fotogrametri.
Aracı,
İHA’ların sivil sektöre entegrasyonu sonucunda önceki
yıllarda gerçek uçakla yapılmak zorunda kalınan pek çok
çalışma İHA’lar ile yapılabilir hale gelmiştir. Gerçek uçaklar
ile kıyaslandığında İHA’lar çok daha düşük maliyetler ile
tedarik edilebilmekte ve idame ettirilmektedir. Ayrıca bu
sistemlerde bulunan otomatik kontrol mekanizmaları vasıtası
ile operatör ihtiyacı ortadan kaldırılmakta, kısa süreli bir
eğitim ile çoğu faaliyetini otonom gerçekleştiren bu sistemler
hızlı, esnek ve etkin bir şekilde kullanılabilmektedir.
Havadan
Haritacılık sektörü son yıllarda İHA’ların yoğunlukla
kullanılmaya çalışıldığı sektörlerin başında gelmektedir. Yakın
dönemde, pek çok yabancı Küresel Navigasyon ve Uydu
Sistemi (Global Navigation Satellite System-GNSS) üreticisi
veya pazarlayıcısı firma; haritacılık sektöründe çalışan
kişilerin arazide geçirdiği süreyi kısaltmak, daha az sayıda
personel ile işleri yürütebilmek ve aynı zamanda daha
güvenilir ve yüksek doğruluklu ürünler elde edilirken diğer
taraftan da işletme maliyetlerini düşürmeyi hedefleyen ürünler
geliştirme yarışına girmişlerdir. Ayrıca İHA’lar insanın
ulaşamayacağı, dağlık, uçurum, ormanlık, patlayıcı madde
ihtiva eden vb. birçok alana havadan ulaşabilmekte ve risk
faktörünü minimize etmektedir.
Abstract
Latest technologic improvements at UAV (Unmanned Aerial
Vehicle) systems enabled the usage of these platforms in many
areas. Especially the Aerial Mapping, Reconnaissance, and
Security industries interest these systems because of their
reduced cost, flexible and relatively easy operation. The most
critical issue which affects the success at this point is the
accuracy of the data which is gathered by UAV and the
camera. In this study, the accuracy level of the aerial maps
which is produced by UAV systems incorporating GNSS Post
Processing method without using Ground Control Points was
examined.
2. İHA ile Havadan Haritalama
Aslında teorik olarak, havadan haritalamanın İHA’lar ile
yapılması ile gerçek uçakla yapılması arasında çok fark
bulunmamaktadır. İHA’nın taşıdığı yüksek çözünürlüklü
kameradan belirli bir yatay ve düşey bindirme oranı ile üst
üste çekilen ve yere bakan (Nadir) fotoğraflar gelişmiş
fotogrametrik haritalama yazılımları [2] kullanılarak dijital 3
boyutlu nokta bulutuna dönüştürülüp sayısallaştırılmaktadır.
Daha sonra bu nokta bulutu kullanılarak alanın ortofotosu, 3
Keywords: Unmanned Aerial Vehicles, Aerial Mapping,
GNNS Post Processing, Photogrammetry.
1. Giriş
İnsansız Hava Araçlarının (İHA) kullanımı aslında genel
kanının aksine oldukça eskilere dayanmaktadır. 1849 yılında
Avusturya tarafından bombalarla doldurulmuş insansız
1
15 Ağustos 2016
boyutlu modeli, sayısal yükseklik modeli, fotogrametrik
haritası vb. ürünler elde edilebilmektedir.
ve düzenlenmesi faaliyetleri hep bu sürecin içinde yer
almaktadır.
Ayrıca bir diğer sorun ise; haritalanacak arazilerin her zaman
YKN tesis etmeye uygun fiziki koşullarda olmamasıdır.
Özellikle yoğun ve sık orman arazileri, dik uçurumlar-yarlar,
göller, ulaşılması zor sarp kayalıklar gibi alanlarda ve
tehlikeli, yanıcı/patlayıcı madde içeren veya girilmesi yasak
bölge gibi alanlarda da yeterli sayıda YKN tesis etmek
mümkün olmamakta ve elde edilen sayısal haritaların doğruluk
seviyesi düşük olmaktadır.
Bu süreçte, elde edilen ürünün kalitesini belirleyen pek çok
faktör bulunmaktadır. Çekilen fotoğrafların kalitesi, bindirme
oranının yeterliliği, çekim esnasındaki uçuş pozisyonun ufki
durumu muhafaza etmesi, yer kontrol noktaları kullanılarak
hata düzeltmesi yapılması ve İHA üzerinde hassas
konumlandırma yapılabilmesi bu hususların başındadır.
2.1. Yer Kontrol Noktaları (YKN)
Yer Kontrol Noktaları (Ground Control Point-GCP) temel
olarak üzerinde uçuş yapılacak arazide, havadan çekilecek
fotoğraflardan görünebilecek şekilde yere konumlandırılan
nirengilerdir. Bu nirengiler uçuş öncesi tesis edilir ve tümünün
gerçek koordinatı hassas GNSS alıcıları ile ölçülerek kayıt
altına alınır (Şekil 1).
2.2. Gerçek Zamanlı Kinematik
Gerçek Zamanlı Kinematik (RTK – Real Time Kinematics)
uydu navigasyonunda, GNSS uyduları ile birlikte
kullanılabilen, uydu tabanlı konumlandırma sistemleri ile elde
edilen konum verilerinin hassasiyetini artırmak için kullanılan
bir tekniktir [6]. Basitçe açıklamak gerekirse, yerde “Base”
(veya “sabit”) olarak adlandırılan bir hassas GNSS alıcısı ile,
İHA üzerinde ise “Rover” olarak adlandırılan başak bir alıcı
arasında radyo kanalı üzerinden haberleşme hattı kurulup
sabitin sahip olduğu hassas ve doğru koordinatlar kullanılarak
Rover üzerindeki verilerin düzeltilmesidir. (Şekil-2) Yeterli
konumlandırma hassasiyetinin sağlanabilmesi için genellikle
L1 ve L2 bandında çalışan uydular müşterek kullanılmaktadır.
Şekil 1 Yer Kontrol Noktası [3]
İHA’lar otonom hareketlerinin büyük bir kısmını üzerlerindeki
GNSS alıcılarından elde ettikleri verileri kullanarak
gerçekleştirirler. Ancak çok özel alıcılar haricinde, düşük
maliyetli ve hafif olabilmeleri amacı ile İHA’lar üzerinde
kullanılan alıcıların hassasiyeti düşüktür. Bu tarz alıcıların
genellikle 2-5m aralığında hassasiyet verebildiği bilinmektedir
[4]. Daha sürecin en başından yeterli doğruluk ve hassasiyet
ile alınamayan fotoğrafların işlenmesi sonucunda, elde edilen
üründe de hassasiyet ve doğruluk seviyesinin arzu edilen
değerlerin altında gerçekleşmesi kaçınılmazdır.
YKN’ler tam bu noktada devreye girer. Daha önceden hassas
koordinatları manuel olarak ölçülmüş olan ve fotoğraflarda
görünen bu referans noktaları kullanılarak tüm haritanın
bilinen bu referans noktalara göre yazılım tarafından yatay ve
düşeyde düzeltilmesi sağlanmaktadır.
Şekil 2 RTK Yöntemi [7]
RTK yöntemi ile cm ve hatta cm altı doğrulukta
georeferanslama yapılabilmesine ve çekilen fotoğraflar eş
zamanlı olarak daha İHA havada iken koordinat verileri ile
işaretlenebilmesine rağmen iki alıcı arasında kullanılan radyo
hattının güvenilirliğine çok bağımlı bir doğruluğa sahiptir.
Sabit ve Rover arasındaki radyo iletişimi arazi koşulları,
İHA’nın konumu, aradaki mesafe, hava aracı üzerindeki diğer
sinyallerin enterferensı gibi nedenlerle uçuş esnasında
kopabilmekte ve bu nedenle elde edilen verilerin güvenilirliği
azalmaktadır.
YKN’ler her ne kadar georeferanslama için çok faydalı olsa da
uçuş alanında, alanın büyüklüğüne ve fiziki özelliklerine göre
en az yirmi civarında olmak üzere alanın büyümesine bağlı
olarak daha fazla miktarda YKN tesis edilmesi tavsiye
edilmektedir [5]. X,Y düzleminden ziyade özellikle kottaki (Z
ekseni) hataların düzeltilmesi zor olduğundan yeterli YKN
kullanılması önem arz etmektedir.
Yakından uğraşanların bileceği üzere YKN tesis etme işi
oldukça emek yoğun ve zaman alan bir süreçtir. Kaç adet ve
alanın hangi noktalarında YKN tesis edileceğine karar
verilmesi, tüm YKN’lerin fiziksel olarak hazırlanması,
konumlandırılması, hassas olarak ölçülmesi, kayıt edilmesi,
uçuş sonu fotoğraflarda bu noktaların tek tek tespit edilmesi
2.3. Post Processed Kinematic - PPK
PPK yönteminde, İHA üzerinde konumlandırılan hassas
GNSS alıcısından elde edilen veriler belirli aralıklarla daha
2
15 Ağustos 2016
sonra işlenmek üzere hava aracı üzerinde kayıt edilir. Yerde
kurulacak bir sabit istasyonda da benzer şekilde aynı zaman
dilimi içerisindeki GNSS verileri kayıt altına alınır. Veya
başka bir seçenek olarak en yakın CORS istasyonundan
geçmişe
dönük
olarak
alınabilecek
veriler
de
kullanılabilmektedir. Ancak uçuş alanında sabit tesis edilmesi
daha yüksek doğruluk sağlayan bir yöntem olarak kabul
edilmektedir (Şekil-3).
limitler dahilinde başarım ile ürün alınabilmesi durumunda
sektörel açından ciddi kolaylık ve tasarruf sağlanabileceği
değerlendirildiğinden, bu çalışmada PPK özelliği bulunan bir
İHA sistemi kullanılarak YKN kullanılmaması durumunda
elde edilecek verilerin güvenilirliği incelenecektir.
3. Yöntem
3.1 Uçuş İçin Kullanılacak Sistem
Uçuşun gerçekleştirilmesi için UASTürk Havadan Haritalama
Sistemi AT-1 modelinin PPK özelliğine sahip ve L1/L2
bandında çalışabilen yüksek hassasiyette GNSS alıcısı ile
donatılmış versiyonu kullanılmıştır (Şekil 4). Söz konusu İHA
ile ilgili teknik detaylara firmanın web sitesinden ulaşılabilir.
[10]
Şekil 3 PPK Yöntemi [8]
Uçuş sonunda İHA üzerinden ve sabitten alınan veriler özel
yazılımlarda işlenerek İHA üzerindeki koordinatların sabit
referansa göre düzeltilmesi sağlanır. Buradaki diğer önemli bir
husus fotoğrafların georeferanslama işleminin sonradan
yapılıyor olması nedeni ile hangi fotoğrafın hangi zamanda
çekildiği bilgisinin İHA üzerinde kayıt edilen loglarda yer
alması gereksinimidir. Bunun için fotoğraf makinelerinin flaş
çıkışlarına yerleştirilen bazı özel elektronik devreler
kullanılmaktadır.
Şekil 4 UASTürk AT-1 PPK Modeli
3.2. Uçuş Planı
Test uçuşu için Ankara Gölbaşı ilçesi, Dikilitaş ile Karagedik
köyleri arasında kalan, meskûn mahal olmayan, SHGM İHA
Talimatına göre uçuş izni alınmasını gerektirmeyen emniyetli
bir arazi kullanılmıştır. (39°34'05.2"N 32°43'36.8"E)
Haritalanacak alan 70 Hektarlık dikdörtgen şeklinde bir alan
olarak belirlenmiştir. Söz konusu arazi üzerinde yerde sabit
istasyon kurulmamış ancak 8 adet YKN tesis edilmiştir.
(Şekil-5) Bu YKN’ler ortofotonun düzeltilmesi amaçlı değil,
üretilen haritada tespit edilen koordinatların gerçek ölçüme ne
derece yakınsadığını tespit etmek amacıyla kullanılmıştır.
YKN’lere ait yersel olarak okunan konum bilgileri Tablo-1’de
sunulmuştur.
İşlem sonucunda çekilen tüm fotoğraflar cm seviyesinde ve
hatta cm altında konumlandırma bilgisine sahip olmakta ve bu
fotoğraflar kullanılarak hazırlanan ürünlerin güvenilirliği
yüksek olmaktadır.
PPK ile RTK kıyaslandığında, PPK uçuş sonrası kısa süreli de
olsa bir ofis çalışması gerektirmektedir. Yani sabit ve Rover
dan alınan verilerin bir yazılımda işlenerek sonuç fotoğraf
koordinatlarının
üretilmesi
gerekmektedir.
Günümüz
bilgisayarları ile bu süre beş dakikanın altında bir zaman
diliminde gerçekleştirilebilmektedir. Sanılanın aksine oldukça
kolay ve hızlı bir süreçtir. RTK’da ise bu işlem otomatik
olarak uçuş esnasında havada yapılmasına rağmen sabit ile
Rover arasında oluşabilecek bir radyo iletişimi kopması
sonucunda yapılan tüm uçuşun başarısız olma riski
bulunmaktadır. Bu nedenle bu çalışmada PPK metodolojisi
tercih edilmiştir.
2.4. PPK ve RTK Yöntemlerinde YKN Kullanımı
PPK ve RTK yöntemlerinin yüksek hassasiyeti nedeni ile bu
yöntemleri kullanarak gerçekleştirilen uçuşlarda araziye YKN
tesis edilip edilmeyeceği veya ne kadar tesis edileceği ile ilgili
konu uzun süredir tartışıla gelen bir husustur. [9]
Şekil 5 Uçuş Alanı ve YKN'ler
Özellikle PPK kullanılması durumunda, tesis edilecek YKN
sayısında azalma olması veya hiç YKN tesis edilmeden
3
15 Ağustos 2016
otopilot sistemi tarafından yapılan hesaplamalar sonucunda
fotoğraf makinesine gönderilen çekim sinyalleri ile fotoğrafın
çekildiği zaman arasında az da olsa bir gecikme
bulunmaktadır. Test için kullanılan sistemde yapılan
denemelerde bu gecikmenin ortalama 300ms olduğu
gözlenmiştir. 15m/sn ortalama hızla seyir eden bir hava
aracında bu gecikme kabaca 5 metrelik bir hataya karşılık
gelmektedir. Santimetre seviyesinde hassasiyet beklenen bir
çalışmada daha ilk başta 5 metrelik bir hata ile veri
toplanması, sonuca negatif etkide bulunmaktadır. Bu nedenle
UASTürk İHA sistemi üzerinde bulunan özel elektronik
donanım kullanılarak fotoğraf çekim komutlarının verildiği T0
anları değil, gerçekten fotoğrafın çekildiği T1 anları GNSS
alıcısı üzerindeki hafıza kartına bir “Event Marker” (işaret)
olarak kayıt edilmekte ve bu sayede hangi fotoğrafın hangi
zamanda ve hassas konumda çekildiği tespit edilebilmektedir.
Tablo-1 YKN Yersel Ölçüm Değerleri
YKN NU
YKN1
YKN2
YKN3
YKN4
YKN5
YKN6
YKN7
YKN8
X
476504.775
476540.321
476697.518
476924.846
476524.090
476515.370
476996.233
476994.631
Y
4381227.907
4381711.224
4381304.982
4381385.674
4381522.227
4381383.880
4381583.995
4381425.455
Z
1052.791
1050.322
1047.698
1043.694
1050.970
1052.120
1042.809
1042.888
Uçuş yüksekliği 220metre, sürat 15m/sn, yan bindirme %60,
önden bindirme %80 olarak belirlenmiştir. İHA üzerinde Sony
RX100 M2 20.3 MP dijital kamera kullanılmıştır. 220 metre
uçuş irtifasında, söz konusu kamera ile üretilen ortomozaikte
4.96 cm/piksellik bir çözünürlük (GSD- Ground Sample
Distance) elde edilmiştir. Uçuşun fotoğraf çekimi yapılan
bölümü 11dk, kalkıştan inişe kadar geçen toplam süre ise
41dk.dır. Uçuş boyunca toplamda 168 adet fotoğraf çekimi
gerçekleştirilmiştir.
3.4. Uçuş ve Fotoğraf Çekimleri
Test uçuşu süresince planlanan arazi üzerinde 168 adet
fotoğraf çekimi yapılmıştır. Uçuşa ait gerçekleşen rota ve
çekimler Şekil 6’da gösterilmiştir. Çekim esnasında ortalama
rüzgâr şiddeti saatte 28km olarak gerçekleşmiş, zaman zaman
“gust” olarak tabir edilen darbeli rüzgâr 35-40km’ye kadar
çıkmıştır. Şekil 6’daki rotada da görüldüğü üzere bazı
kolonlarda yan rüzgârın etkisi ile küçük dalgalanmalar
yaşanmış ancak UASTürk İHA sistemi tarafından bu ani
rüzgâr değişiklikleri düzeltilerek uçağın rota takibine devam
etmesi otomatik olarak sağlanmıştır. İHA0 kategorisine giren
(500gr-4kg arası) ve nispeten hafif olarak kabul edilebilecek
bir hava aracının bu denli şiddetli bir rüzgârda uçuşunu
muhafaza edebilmiş olması da önem arz etmektedir. Uçuş
sonu yapılan inceleme ve Pix4D fotogrametri yazılımında
yapılan değerlendirmelerde çekilen tüm fotoğrafların arzu
edilen seviyede olduğu ve yazılım tarafından kabul edildiği
görülmüştür.
3.3. İHA GNSS Alıcısı Özellikleri
Test uçuşunda kullanılan İHA sistemi L1 ve L2 bandındaki
uydulara bağlanabilen hassas bir GNSS alıcısı ve bu alıcıya
uygun helezonik bir alıcı antenine sahiptir. Genel olarak
İHA’lar üzerinde hafif ve düşük maliyetli olması sebebiyle
daha düşük kapasite ve kabiliyetteki ve özellikle sadece L1
bandında çalışabilen GNSS alıcıları kullanılmaktadır. Bu
alıcıların ortalama konumlandırma doğruluğu 2-5m arasında
değişmektedir. Günümüzde cep telefonları ve araç GPS kitleri
başta olmak üzere pek çok cihazda bu seviyedeki alıcılar
kullanılmaktadır. Kullanılan hassas GNSS alıcısına ait
özellikler Tablo-2’de belirtilmiştir.
Tablo-2 GNSS Alıcı Özellikleri
Şekil 6 Uçuş Rotası ve Çekim Noktaları
Haritacılık gibi sektörlerde, doğru konumlandırma ve hassas
ölçüm yapabilme hususu hayati öneme haizdir. Uçuştan,
fotoğrafların alınmasına, bilgisayarda yapılan işlemlerden elde
edilen ürüne kadar geçen süreçte ara basamakların tamamında
yapılan ölçüm ve hesaplamaların yüksek doğruluk ve
hassasiyette olması gerekmektedir. Ancak bu şekilde elde
edilen ürün arzu edilen doğruluk seviyesine ulaşabilmektedir.
Özellikle tüm hesaplamaların temeli, fotoğrafların çekildiği
gerçek yeryüzü referans noktalarının hassas ve doğru tespitine
bağlıdır. Bu nedenle bu aşamadaki hassasiyet sonuçta elde
edilecek verileri doğrudan etkiler. Ayrıca İHA üzerindeki
3.5. Uçuş Sonu İşlemler ve Post Proses
Uçuş sonunda İHA üzerindeki hassas GNSS alıcısında
kaydedilmiş olan veriler ve fotoğraf makinesi tarafından
çekilen fotoğraflar bilgisayar ortamına aktarılmıştır.
Aynı zamanda referans veri olarak kullanılmak üzere uçulan
bölgenin uçuş saat aralığındaki 1sn hassasiyetli GNSS verisi
(RINEX) Türkiye Ulusal Sabit GNSS Ağı olan TUSAGA
Aktif sistemi üzerinden indirilmiştir. Bu test çalışmasında
4
15 Ağustos 2016
özellikle uçuş alanında sabit alıcı kullanılmamış, sabit
istasyona kıyasla nispeten daha düşük doğruluk seviyesine
sahip, her yerden ve geriye dönük de ulaşılabilen TUSAGA
istasyonları kullanılarak elde edilecek verilerin hangi doğruluk
seviyesine ulaşılabileceği test edilmek istenmiştir. Bu
kapsamda uçuş bölgesine en yakın istasyon olan (yaklaşık
25km) TUSAGA Haymana istasyonu kullanılmıştır.
GNSS alıcısı ile birlikte sunulan GeoTagZ [11] yazılımı
kullanılarak istasyondan alınan veriler, uçak üzerinden alınan
hassas GNSS verisi ve çekilen fotoğraflar kullanılarak
fotoğrafların hassas çekim koordinatları PPK yöntemi ile
yazılım tarafından tespit edilmiş ve Pix4D tarafından otomatik
olarak kullanılabilecek formatta üretilmiştir.
3.6. Pix4D Yazılımı İle Haritanın Oluşturulması
Konum bilgileri hassas olarak bilinen fotoğrafların ortofotoya
dönüştürülmesi için; drone ile yapılan uzaktan algılama ve
haritalama uygulamalarına özel olarak geliştirilmiş ve bu
çerçevede yaygın bir kullanım alanı olan Pix4D yazılımı [12]
kullanılarak resimler dengelenmiş ve eşleştirilerek çekim
alanının 3 boyutlu nokta bulutu üretilmiştir. Daha sonra
yoğunlaştırılmış nokta bulutu, sonuç olarak da ortomozaik
elde edilmiştir. Yapılan işlemlere ait özet bilgiler Şekil 7,8 ve
9’da sunulmuştur.
Şekil 8Resimlerin Kalibrasyonu
Şekil 9 Bindirme Başarımı
3.7. Sayısal Haritadan Elde Edilen Verilerin Fiziki
Ölçümler İle Kıyaslanması
Pix4D yazılımı ile elde edilen sayısal harita üzerinde, daha
önceden arazide kontrol amaçlı olarak konumlandırılmış olan
ve Tablo-1’de bilgileri verilmiş olan 8 adet YKN görsel olarak
tespit edilmiş ve üretilen sayısal haritada bu noktaların hangi
X,Y,Z değerlerine sahip olduğu belirlenmiştir. Bu değerler
fiziki olarak arazide ölçümü yapılan noktalar ile
karşılaştırılmış ve söz konusu karşılaştırmalı değerler Tablo3’de sunulmuştur.
Şekil 7Pix4D İşlem Özeti
Tablo-3 YKN Koordinatlarının Kıyaslanması
YKN
YKN1
YKN2
YKN3
YKN4
YKN5
YKN6
YKN7
YKN8
5
Xfiziki
Yfiziki
476504.775
476540.321
476697.518
476924.846
476524.090
476515.370
476996.233
476994.631
4381227.907
4381711.224
4381304.982
4381385.674
4381522.227
4381383.880
4381583.995
4381425.455
Zfiziki
1052.791
1050.322
1047.698
1043.694
1050.970
1052.120
1042.809
1042.888
15 Ağustos 2016
YKN
YKN1
YKN2
YKN3
YKN4
YKN5
YKN6
YKN7
YKN8
Xhesaplanan
476504.771
476540.280
476697.513
476924.865
476524.133
476515.413
476996.278
476994.647
Yhesaplanan
4381227.956
4381711.229
4381305.060
4381385.692
4381522.269
4381383.898
4381583.947
4381425.478
daha fazla sayıda YKN kullanılarak ölçülmesi ve elde edilen
değerlerin aynı haritanın YKN’ler ile doğrultulmuş
versiyonuyla da kıyaslanması hedeflenmektedir.
Zhesaplanan
1052.800
1050.338
1047.727
1043.672
1050.937
1052.074
1042.758
1042.937
Sonuç olarak; arzu edilen ürünün hassasiyetine, haritalanacak
alanın fiziki özelliklerine, alınan GNSS verilerinin
doğruluğuna bağlı olarak değişmekle beraber özellikle 1:1000
ölçekli haritalarda YKN kullanılmadan, Post Proses yöntemi
ile yatayda ve düşeyde 10cm ve altında hassasiyete sahip
sayısal haritalar elde edilebileceği değerlendirilmektedir.
Yapılan çalışmalarda bu hassasiyette en belirleyici hususun
İHA sistemi üzerindeki GNSS alıcısının tutarlılığı olduğu
gözlenmiştir. UASTürk Havadan Haritalama Sisteminde
kullanılan hassas L1/2 GNSS alıcısının ve Post Proses
yazılımının da bu anlamda yüksek başarıma sahip olduğu
tespit edilmiştir.
Elde edilen veriler kullanılarak kıyaslaması yapılan 8 adet
YKN noktasına ait koordinatlar arasındaki farklar hesaplanmış
ve Tablo-4’te sunulmuştur.
Tablo-4 İki Ölçüm Arası Farklar
Konumsal Fark
YKN1
YKN2
YKN3
YKN4
YKN5
YKN6
YKN7
YKN8
Range
Standart Sapma
RMS
ΔX (mm)
ΔY (mm)
ΔZ (mm)
4
41
5
-19
-43
-43
-45
-16
86
30,18988
31,7450
-49
-5
-78
-18
-42
-18
48
-23
126
36,79456
41,4653
-9
-16
-29
22
33
46
51
-49
100
36,97272
35,1229
5. Kaynaklar
[1] "Remote Piloted Aerial Vehicles: An Anthology". Centre
for Telecommunications and Information Engineering,
Monash University. Erişim:2016-03-28.
[2] Pix4D Photgrammetry Software- www.pix4d.com.
[3] https://files.readme.io/WgK4eXSbQnCP5aZ2nAEw_gcp
3.jpg Erişim: 11.08.2016
[4] Real-Time Software Receivers, GPS World, September 1,
2009 by Pierre-André Farine, Marcel Baracchi-Frei,
Grégoire Waelchli, Cyril Botteron
[5] http://www.leica-geosystems.us/en/groundcontrol.pdf
Erişim: 10.08.2016
[6] https://tr.wikipedia.org/wiki/Ger%C3%A7ek_Zamanl%C
4%B1_Kinematik Erişim: 10.08.2016
[7] http://mundogeo.com/wpcontent/uploads/2014/11/DroneMetrex.jpg Erişim
11.08.2016
[8] http://www.althos.com/Sample_Diagrams/ag_GPS_Post_
Processing_low_res.jpg Erişim:11.08.2016
[9] Micro Aerial Projects LLC, Mappıng Wıthout Ground
Control
Poınts
2016,
http://v-map.net/wpcontent/uploads/2015/09/MAPPING-WITHOUTGROUND-CONTROL-POINTS1.pdf
[10] UASTürk AT-1 PPK İnsansız Haritalama Sistemi,
www.uasturk.com Erişim:11.08.2016
[11] http://www.septentrio.com/products/software/geotagz
Erişim:12.08.2016
[12] https://pix4d.com/product/pix4dmapper-pro/
Erişim:12.08.2016
4. Sonuçlar
Yersel ölçüm ve İHA sisteminden elde edilen veriler
karşılaştırıldığında X, Y ve Z eksenindeki konumsal farklar
Tablo-4’de görülmektedir.
Elde edilen değerler, bir eksenin pozitif ve negatif yönünde
dağılım gösterdiğinden, ortalama hatanın tespit edilebilmesi
amacıyla karekök ortalama hata (Root Mean Square ErrorRMS Error) yöntemi kullanılarak bir eksendeki değerlerin
kuadratik ortalaması hesaplanmıştır. Değerler incelendiğinde
X ekseninde max ve min değerler arasındaki aralık (range) 86
mm, standart sapma 30mm, RMS ise yaklaşık 32mm olarak
tespit edilmiştir. Y ekseninde max ve min değerler arasındaki
aralık (range) 126 mm, standart sapma 37 mm, RMS ise
yaklaşık 41mm olarak tespit edilmiştir. Z ekseninde (veya
kotta) max ve min değerler arasındaki aralık (range) 100 mm,
standart sapma 37 mm, RMS ise yaklaşık 35mm olarak tespit
edilmiştir.
Bu sonuçlar incelendiğinde, YKN kullanılmamasına rağmen,
üretilen sayısal harita üzerindeki koordinatların kabul
edilebilir limitler içerisinde elde edilebildiği gözlenmiştir.
Ayrıca, uçuş alanında sabit istasyon kurularak, TUSAGA
istasyonları yerine PPK işleminin sabit ve Rover verileri
üzerinden yapılması durumunda elde edilecek hassasiyetin
artacağı kıymetlendirilmektedir. Yapılacak düzeltmenin
kalitesi ve hassasiyeti, referans noktası ile Rover arasındaki
uzaklık ile ters orantılı olduğundan sonraki testlerde sabit
istasyon kullanılması ve sabit istasyon-TUSAGA istasyonu
arasındaki hassasiyet farkının da ayrıca incelenmesi gerektiği
değerlendirilmektedir.
Bir sonraki çalışmada daha geniş ve fiziki açıdan daha
engebeli bir arazinin aynı sistem ile sabit istasyon kurularak ve
6