Tarımda Uzaktan Algılama Tekniği ve Spektral Çözünürlük Kavramı
Günümüzde bitkiler, zemindeki diğer doğal ya da yapay varlıklar kızılötesi veya mikrodalga boyundaki (RADAR) enerjiler ile fotoğraflanabilmektedir. Özel platformlarla (uydu, uçak vb.) taşınabilen algılama düzenekleri ile yansıyan ışınlar algılanabilmekte ve kaydedilebilmektedir. Bu sayede toplanan verilerin bilgisayar ortamında gelişmiş yazılımlar aracılığıyla değerlendirilmesiyle istenilen alan içerisindeki öğeler tanımlanabilmekte ve yerleri haritalanabilmektedir.
Uzaktan Algılama Tekniği, cisimlerle doğrudan ve yersel temas sağlamadan, görüntü veya fotoğraflarla tanımlanması ve haritalanması için geliştirilmiş bir araçtır.
Cisimler sahip oldukları doku ve konum özellikleri çerçevesinde güneşten gelen ışınları veya mikrodalga boyundaki enerjiyi değişik dalga boylarında yansıtır veya absorbe eder. İnsan gözünün bu yansıyan ya da geri saçılan enerjilerin tamamını algılaması olası değildir. Mavi, yeşil ve kırmızı dalga boyları arasındaki enerjiyi görebilen insan gözü, kızılötesi, termal, mikrodalga boyundaki enerjiyi görememektedir. Buna karşın nesneler her dalga boyundaki enerjiyi belli ölçülerde yansıtmaktadır. Kamera teknolojisinde yaşanan gelişmeler ile insan gözünün göremediği dalga boylarının da filtreler yardımıyla ayrı ayrı kaydedilmesi ve görselleştirilmesi mümkün olmuştur.
Bu noktada spektral çözünürlük kavramı karşımıza çıkmaktadır. Spektral çözünürlük, algılayıcının duyarlı olduğu dalga boyu aralıkları ile ilgilidir. Kısaca algılama yapılan bant sayısı spektral çözünürlüğü ifade eder. Spektral çözünürlüğün iyi olması bir kanal ya da bandın algıladığı dalga boyu aralığının küçük olduğunu göstermektedir. Algılayıcı ne kadar çok aralıkta algılama yaparsa bölgedeki nesneleri ayırmak o ölçüde kolaylaşmaktadır. Fakat daha özellikli sınıflar (karaçam, sarıçam, göknar, ladin gibi) bu her iki (görünen ve yakın kızıl ötesi kesim) geniş dalga boyu aralığı kullanılarak kolaylıkla ayırt edilemez ve onları ayırt etmek için çok daha dar dalga boyu aralıklarında karşılaştırmak gerekir. Spektrumun belirli bir aralığında fark edilemeyen bir özellik, diğer bölgelerde algılama yapan bantlarda öne çıkabilmektedir.
Bitki örtüsü ile yapılan çalışmalarda 0,4 ve 2,7 µm dalga boyları arasındaki aralık kullanılır. Çünkü;
Sağlıklı bir bitki örtüsü, görünür ışığı soğurup yakın kızılötesi ışının büyük bir bölümünü yansıtır, diğer yandan hastalıklı bir bitki örtüsü, görünür ışığı daha çok yansıtıp yakın kızılötesi ışınları daha az yansıtır. Görünür bantlardaki yansıtım bitki yapraklarındaki pigmentlere; yakın kızılötesi bölgesinde ise bitki hücre yapısına bağlıdır. Kızılötesi ışınların bitkilerce farklı oranlarda yansıtılmaları, bitkinin algılanması ve analiz edilmesi açısından çok büyük kolaylık sağlar. Örneğin; iğne yapraklı türlerden oluşan bitki örtüsü, yapraklı türler ve yoğun çayırlık veya tarımsal alanlardaki bitki örtülerine göre kızılötesi ışınları daha düşük oranda yansıtır.
Görünür bölgede (0,4–0,7 µm) yaprakların pigmentasyonu dominant faktördür. Bu bölgede bitki yapraklarındaki pigmentlerin ışığı fazla soğurmaları nedeniyle düşük yansıma olmaktadır, bu nedenle 0,4–0,7 µm bölgesi pigment soğurma dilimi olarak tanımlanır.
Yakın Kızılötesi Bölgede (0,7–1,3 µm) soğurulma çok az, yansıma çok yüksek olduğundan bitki türüne bağlı olarak arasında yansıma oranı (%30–70) değişmektedir. Bitki türlerinin iç yapı yönünden önemli farklılıklar göstermesi nedeniyle, bu bölgedeki yansıma ölçümleri, görülebilir dalga boylarında aynı görülen bitki türlerini dahi ayırt etmeye olanak sağlar.
Orta kızılötesi bölgesinde (1,3–2,7 µm) bitkilerin su muhtevası spektral yansımaya etki eder. Yaprakların nem oranı azaldıkça, orta kızıl ötesi bölgesindeki yansıtım artar. Yapraklar nem kaybettikçe hücre yapılarında oluşan değişim yakın kızılötesi yansıtımı da etkiler.
Bu veriler doğrultusunda tarım alanına göre spektral çözünürlük belirlenmekte ve dijitalleşmenin avantajı ile tarımsal iş yükü oldukça hafiflemektedir.
KAYNAKÇA
Kurucu, Y. (2017). Tarımda Uzaktan Algılama Tekniği.
Resim Kaynak
