Python Tabanlı QGIS-Whitebox Eklentisi Aracıyla LiDAR Verilerinden Bina Çıkarımı

Abstract

Uzaktan algılama kavramı ilk kez 20. yüzyılın başlarında ortaya atılmıştır. Bu tarihten itibaren fotoğrafın ve uçağın keşfi ile birlikte hava fotoğrafları ve haritacılık uygulamaları ilk olarak askerî amaçlar için kullanılmaya başlanmıştır. Daha sonra uzaktan algılama teknolojisindeki ilerlemelerle birlikte yeryüzündeki nesnelerin 2D veya 3D modelleri ile objeye ilişkin ihtiyaç duyulan pek çok bilgiyi elde etmek mümkün hâle gelmiştir. Günümüzde artık özellikle kent modeli çalışmalarında ve daha pek çok uygulamada uydu görüntülerinin kullanıldığını görmekteyiz. Bütün bu ilerlemeler her geçen gün yeni tekniklerin gelişimini de beraberinde getirmiştir. LiDAR (Light Detection and Ranging) tekniği ise ışık ile algılama prensibine dayanan Türkiye’de yeni olmasına karşın, uzaktan algılama biliminde esasen 1960’lı yıllardan itibaren kullanılmaya başlanan eski bir uygulama sayılabilir. 1960’lı yıllarda denizaltıların tespiti için tasarlanmış, daha sonra 1970’lerde Avustralya ve ABD’de kullanılmış fakat Türkiye’de kullanımı ise neredeyse son 10 yıllık bir geçmişe dayanmaktadır. Bu teknik gelişen teknoloji ile birlikte günümüzde çok değişik sensörlerin de kullanımını mümkün hâle getirmiştir ve böylece üç boyutlu bilgi elde etme kabiliyeti de eklenerek çeşitli alanlarda popüler bir uygulama olmuştur. Günümüzde, LiDAR tekniği ve uygulamaları ile ilgili karşımıza daha çok yabancı kaynaklar çıkmaktadır. Ülkemiz araştırmacıları ve öğrenciler için bu konudaki Türkçe kaynakların kısıtlı olması beni bu kitabı yazmaya yöneltmiştir. Bu kitap, LiDAR tekniği ve çalışma prensibi ile veri işleme konusunda temel bilgiler vermesinin yanında özellikle kentsel alanlarda bina çıkarımı konusunda açık erişimli bir bilgisayar yazılımı ile yapılan bir uygulama çalışmasını da içermektedir. Esasen bina çıkarımı konusu bu tekniğin uygulamalarından yalnızca biridir. Okuyucular kitabın uygulama bölümündeki anlatılanları kavradıktan sonra sadece bina çıkarımı değil LiDAR ile ilgili çeşitli sınıflandırma ve obje çıkarımı uygulamalarını da kolaylıkla yapabileceklerdir. Çünkü kitaptaki uygulama bölümü harici bölümler bu teknik ile ilgili geniş ve detaylı bilgiler sunmaktadır. Diğer yandan araştırmacılar ve öğrenciler çoğunlukla pahalı ve ücretli yazılımlara erişim konusunda sıkıntılarla karşılaşmaktadırlar. Bu noktada, bu kitaptaki açık kaynak kodlu ve python tabanlı uygulamanın kullanım detayları ve örnekleri incelendikten sonra yapacakları çalışmalar için detaylı bilgiler bulacaklardır. Bu kitap dokuz bölümden oluşmaktadır. Birinci bölümde LiDAR tekniğinin tarihçesi hakkında bilgi verilmiştir. İkinci bölümde bir LiDAR sisteminin hangi parçalardan oluştuğu ve bunların detaylı anlatımı, üçüncü bölümde de kaç çeşit LiDAR sistemi olduğu ve bunlar hakkında detaylı bilgi sunulmuştur. Dördüncü bölümde LiDAR çalışma prensibi, beşinci bölümde LiDAR verisinin nasıl elde edileceği ve veri yapısı hakkında açıklamalara yer verilmiştir. Altıncı bölümde LiDAR doğruluğu ve yedinci bölümde ise LiDAR hata kaynakları hakkında bilgi verilmiştir. Sekizinci bölümde, tüm bu detaylı bilgilerden sonra veriyi nasıl işleyeceğimiz ve hangi algoritmaları kullanacağımız konusunda aydınlatıcı açıklamalara yer verilmiştir. Dokuzuncu ve son bölümde ise LiDAR verisi ile bina alanlarının python tabanlı açık erişimli bir yazılım olan Whitebox Tool ile nasıl belirleneceği konusunda bir uygulamaya yer verilmiştir. Bu kitabın Uygulama çalışmasında İstanbul ilinin Sarıyer ilçesinde son 10 yılda yapılaşmanın hızla arttığı bir bölgede bina çıkarımı uygulamasına yer verilmiştir.