Gökyüzündeki Gözcüler: Türkiye’de Uydu Gözlemi ve Uzaktan Algılama Sistemleri

Gökçe Bal
1 gün önce
6 dakikada okunur

Uzayda sessizce dönen uydular, yeryüzünden uzak mesafeden büyük bir “gözlem kulesi” gibi sürekli fotoğraf çekiyor. Dünyanın dört bir yanındaki tarım arazileri, ormanlar, şehirler ve afet bölgeleri ışıktan her zaman yararlanılmasa da uzayın gözü olan bu cihazlar sayesinde görünür hâle geliyor. Peki, bu gözü pek Sentinel mi yoksa Landsat mı? Ya da SPOT, Pleiades, Göktürk ve WorldView gibi diğer uydu sistemleri neden tercih edilir? Yazının geri kalanında bu sorulara yanıt bulacak, her duruma uygun uyduyu somut örneklerle tartışacağız.

Küresel Hava Durumu ve İklim İzleme: Uzaydan Dünya'ya Bakış

Sentinel ve Landsat ile Uydu Gözlemi: Hangi Sistem, Hangi İş İçin?

Görüntü alırken çözünürlük, bant sayısı ve tekrar-gözden-geçme (revisit) süresi gibi teknik terimler devreye girer. Bu kavramları basitçe “piksel boyutu” (metre cinsinden) ve “renk kanalları” olarak düşünebiliriz. Sentinel-2, Avrupa Uzay Ajansı’nın (ESA) işletimindeki bir ikiz uydu takımını (2A ve 2B) içerir. Renkli fotoğraflar (optik görüntüler) 10 – 60 metre aralığında çözünürlüğe sahiptir. Örneğin ana renk kanalları (kırmızı, yeşil, mavi, yakın kızılötesi) 10 metrelik çözünürlükte iken, bazı kızılötesi ve atmosferik düzeltme bantları 20 ve 60 metre çözünürlüktedir. 290 km genişliğindeki bir alanı tek karede görebilen Sentinel-2 uyduları, tarım durumu takibi, orman ve su kaynakları izleme, arazi kullanımı haritalaması gibi birçok iş için idealdir.

Karşı tarafta Landsat serisi uydular (örneğin Landsat 8 ve 9) 30 metrelik çok bantlı (multispektral) görüntüler sağlar. Landsat 8’in penceresi 185×185 km’dir ve bu görüntüler, 15 m daha net panchromatik bir kanal ile desteklenir. Bir bölgeyi ancak 16 günde bir yeniden görüntüleyebiliyor olsa da, Landsat’ın en büyük gücü 1972’den beri süregelen arşividir. Değişim analizlerinde (örneğin 1990’dan 2020’ye orman örtüsü değişimi) Landsat verileri paha biçilmezdir. Özetle, Sentinel-2 daha sık (beş günde bir) ve biraz daha yüksek (10 m) detaylı renkli görüntü sunarken, Landsat daha düşük çözünürlükte (30 m) ama geniş arşivli, ücretsiz bir kaynaktır.

Bu görsel de metninizdeki "Landsat-8 (sağda) ve Sentinel-2 (sağda) uydu verileriyle oluşturulmuş, Ruanda'nın batısını gösteren bölünmüş ekran bileşik gerçek renkli görüntü" kısmına doğrudan gönderme yapıyor. İşte o kısma uygun, SEO odaklı başlık ve alt metin: Ruanda'nın Batısı: Sentinel-2 ve Landsat'ın Karşılaştırmalı Gözlemi Bu bölünmüş ekran görüntü, Ruanda'nın batı bölgesini gösterirken, Landsat-8 (sağda) ve Sentinel-2 (sol veya sağda olması lazım ama görselde solda Landsat-8'e benzeyen bir görüntü var, açıklamanızla görseli kontrol etmek iyi olur) uydu verileri arasındaki farkı ortaya koyuyor. Özellikle tarım durumu takibi, orman ve su kaynakları izleme gibi uygulamalarda kullanılan bu optik multispektral görüntüler, farklı çözünürlük ve tekrar gözden geçme süreleriyle öne çıkar. Görüntüdeki detay seviyesi farklılıkları, Sentinel-2'nin daha yüksek çözünürlük ve sık geçiş avantajını, Landsat'ın ise geniş arşiv geçmişini sergilemektedir. Bu tür karşılaştırmalı analizler, arazi kullanımı haritalaması ve değişim analizleri için kritik öneme sahiptir. — *Landsat-8 (sağda) ve Sentinel-2 (sağda) uydu verileriyle oluşturulmuş, Ruanda'nın batısını gösteren bölünmüş ekran bileşik gerçek renkli görüntü.* https://code.earthengine.google.com/d8a3238b4f305ae1c67d7d363ce1e383

Diğer yandan, Sentinel-1 bir radar uydusudur. Bulutlu havada ve geceleri bile veri alabilir. C-bandında çalışan Sentinel-1’in görüntüleri 5–25 metre çözünürlüktedir (farklı modlara göre değişir). Bu sayede örneğin deniz yüzeyindeki gemiler radar karşılığında parlak görünür: İstanbul Boğazı’nın Sentinel-1 görüntüsünde bile sulardaki gemiler parlak çizgiler halinde seçilebiliyor. Bu durum, özellikle sel baskınları veya mühimmat taşımacılığı gibi durumlarda kör nokta bırakmaz. Kısacası, ihtiyaç optik görüntü ve bitki indeksi ise Sentinel-2/Landsat tercih edilir; olayların bulut veya karanlıkta gerçekleşmesi halinde radar uyduları (Sentinel-1 gibi) devreye girer.

Türkiye’nin Uzaydaki Gözleri: Göktürk-1 ve Göktürk-2 ile Yerli Gözlem Gücü

Kendi uydumuz Göktürk-1, yerli işbirliğiyle geliştirilen yüksek çözünürlüklü bir gözetleme uydusudur. 2016’da fırlatılan bu uydu, yere 0,5 metre (50 cm) kadar netlikte pencereler (kara-beyaz modda) sunar. Örneğin bir şehirdeki binaları veya tarla desenlerini bile tek tek ayıracak kadar ince detay verir. Bu çözünürlük, uydu bazlı haritalama, planlama, arazi tespiti gibi uygulamalarda büyük avantaj sağlar. (Göktürk-1’in 50 cm çözünürlüğe erişebilmesi, “üçlü bindirmeli” görüntü işleme yöntemleriyle elde edilmektedir.)

Bu görsel, Türkiye'nin uzaydaki gözleri olan Göktürk uydularından birinin (muhtemelen Göktürk-2) yörüngesini ve özellikle Harran Ovası gibi bölgeler üzerindeki gözlem yeteneğini temsili olarak göstermektedir. Göktürk-1 (50 cm) ve Göktürk-2 (2.5 m) gibi yerli üretim uydular, özellikle savunma ve güvenlik, şehir planlaması ve ayrıntılı tarımsal analiz gibi "yerli ve kritik" gözetim işlerinde kullanılmaktadır. Yüksek çözünürlüklü bu görüntüler, tarım arazilerinin takibi, ekili alanların dağılımı ve ürün verim tahminleri gibi uygulamalarda aktif rol oynamakta, Türkiye ve çevresinden gerçek zamanlı görüntü temini sağlamaktadır. — Göktürk-2 tarafından çekilen Harran Ovası temsili görüntüsü blog.gezgin.gov.tr

Göktürk-2 ise Türkiye’nin ilk yüksek çözünürlüklü keşif uydusudur (2012’de fırlatıldı) ve siyah-beyazda 2,5 m, renkli modda 5 m çözünürlüğe sahiptir. Göktürk uyduları özellikle savunma ve güvenlik, yoğun üretim yapılan şehir planlaması ve ayrıntılı tarımsal analiz gibi “yerli ve kritik” gözetim işlerinde kullanılır. Örneğin Göktürk-1 ile Türkiye’deki bir tarım havzasının ürün deseni çıkarılabiliyor; Göktürk-2 ise gözetleme açılarında esneklik sağlayarak geniş alanların haritalanmasında görev alabiliyor. TÜBİTAK ve TUSAŞ’ın verdiği bilgiye göre, bu uydu gözlemi teknolojileri “Türkiye ve çevresinden gerçek zamanlı görüntü alınabiliyor, yeryüzünün herhangi bir noktasından dahi görüntü temin edilebiliyor”. Üstelik yüksek çözünürlüklü Göktürk-1 görüntüleri tarım arazilerinin takip, ekili alanların dağılımı ve ürün verim tahminlerinde aktif şekilde kullanılıyor. Özetle, Göktürk-1 (50 cm) ve Göktürk-2 (2.5 m), Türkiye’nin uzayda gözü olarak özellikle küçük ölçekli ve detay gerektiren işler için ideal yerli seçeneklerdir.

Milimetrik Bakışlar: SPOT, Pleiades ve WorldView ile Yüksek Çözünürlükte Gözlem

Bu görsel, Fransız menşeli SPOT uydu ailesinin bir temsilini sunmaktadır. Özellikle SPOT-6 ve SPOT-7 gibi ikiz uydular, 1.5 m panchromatic ve 6–8 m multispektral çözünürlükleriyle öne çıkar. 60×60 km gibi geniş bir bant genişliğinde (yatay şerit) görüntü alan SPOT uyduları, özellikle harita yapımı, arazi sınıflandırması ve şehirlerin imar sınırları gibi büyük ölçekli uygulamalarda tercih edilir. Bu "milimetrik bakışlar" sayesinde, tarım arazisi blokları ve kentsel alanlar ayrıntılı bir şekilde incelenebilir, böylece coğrafi bilgi sistemleri (CBS) ve uzaktan algılama projeleri için değerli bir veri kaynağı sağlanır. — SPOT Uyduları ile Geniş Alan Haritalaması ve Arazi Sınıflandırması

Türkiye’de sık kullanılan bir diğer küresel uydu ailesi SPOT (Fransız menşeli) uydularıdır. SPOT-6 ve SPOT-7 (2012-2014’te fırlatılan ikiz uydular), 1.5 m panchromatik ve 6–8 m multispektral çözünürlük sunar. Bu uydular 60×60 km geniş bir bant genişliğinde (yatay şerit) görüntü alır ve özellikle harita yapımı ve arazi sınıflandırması işlerinde tercih edilir. Örneğin SPOT ile şehirlerin imar sınırları veya tarım arazisi blokları ayrıntılı şekilde incelenebilir. Üstelik SPOT 6/7 verisi, yüksek çözünürlüklü Pleiades uyduları ile aynı yörüngeyle eşzamanlı çalışır.

Bu çarpıcı görsel, Fransız-İtalyan ortaklığı olan Pleiades uydu ailesinin yüksek çözünürlüklü gözlem yeteneğini temsil etmektedir. Pleiades 1A ve 1B uydularından oluşan bu sistem, gün aşırı aynı noktayı görüntüleyebilme kabiliyeti ve 0.5–0.7 metre piksel çözünürlüğündeki doğal renkli görüntüleri ile öne çıkar. Ticari ürünlerde 50 cm'ye kadar iyileştirilebilen bu detay seviyesi sayesinde, şehir içindeki araçlar, binalar ve denizdeki gemiler dahi ayırt edilebilir hale gelir. Türkiye'de büyük kentlerin altyapı planlaması, sahil şeridi yönetimi ve tarım sınır tespiti gibi yüksek hassasiyet gerektiren uygulamalar için Pleiades verisi sıklıkla tercih edilmektedir. Bu "milimetrik bakışlar", detaylı analiz ve doğru karar alma süreçlerinde önemli bir avantaj sunar. — Pleiades Uyduları ile Yüksek Çözünürlüklü Dünya Gözlemi

Pleiades ise Fransız-İtalyan ortaklığı olan çift uydudan oluşan çok yüksek çözünürlüklü bir settir (Pleiades 1A ve 1B). Bu uydular gün aşırı her noktayı görebilir (ikiz olup 180° faz ötelenmiş yörüngede) ve doğal renkli görüntüleri 0.5–0.7 m piksel çözünürlüğünde sunar. Resmi olarak bant genişliği 0.7 m olmakla birlikte ticari ürünler 50 cm’e kadar “pansharpen” (yüksek çözünürlüklü renkli görüntü üretimi) ile iyileştirilir. Dolayısıyla Pleiades ile şehir içindeki araçları, binaları veya denizdeki gemileri çıplak gözle ayırt edebiliriz. Türkiye’de Arnavutköy gibi büyük kentlerin altyapı planlaması, sahil şeridi yönetimi veya tarım sınır tespiti için Pleiades verisi tercih edilebilir.

Bu etkileyici görsel, Maxar/ABD'nin WorldView uydu ailesinden birini temsil etmektedir. Metninizde de belirtildiği gibi, WorldView uyduları yaklaşık 3,31 cm panchromatik ve 1,24 m multispektral çözünürlük sunarak hava fotoğrafına yakın bir netlikte görüntüler elde eder. Ayrıca birçok bant (8 renkli, 8 SWIR vb.) içeren bu uydular, hazine aramaları, hassas kent planlama, altyapı denetimi ve benzeri ultra yüksek çözünürlük gerektiren görevlerde tercih edilir. Dünya üzerindeki en ince detayları bile uzaydan gözlemleyebilme yeteneği, WorldView'i kritik ve özel gözlem ihtiyaçları için vazgeçilmez kılmaktadır. — WorldView Uyduları: Milimetrik Bakışlarla Olağanüstü Detay

Daha da üst seviye çözünürlük gerektiğinde WorldView (Maxar/ABD) gibi uydular devreye girer. Örneğin WorldView yaklaşık 3,31 cm panchromatik ve 1,24 m multispektral çözünürlük sunar. Ayrıca birçok bant (8 renkli, 8 SWIR vs.) içerir. Bu kadar küçük pikseller, hava fotoğrafına yakın netlik demektir. Hazine aramaları, hassas kent planlama ve benzeri görevlerde WorldView tercih edilir. Kısacası SPOT ~1–8 m, Pleiades ~0.5–2 m, WorldView ~0.3–1 m gibi farklı “büyütme” düzeyleri sunar; seçiminizi işin ihtiyacına göre yaparsınız.

Doğru Uydu, Doğru Görev: Kullanım Senaryolarına Göre Seçim Rehberi

Uydu verisi seçimi, sanki farklı mercekleri olan bir büyütecin doğru takılması gibidir. Soru şu: İhtiyacınız ne? Şöyle düşünün:

Tarım ve Arazi İzleme: Bitkilerin sağlığı ve ekili alan analizleri için genellikle optik multispektral veriler kullanılır. Örneğin, NDVI gibi bitki indeksi hesaplamak için Sentinel-2 (10m, sık geçişli) veya Landsat-8 (30m, eski dönemlere ait arşiv) idealdir. Daha ayrıntılı analiz veya özel çalışmalarda Göktürk-1 veya Pleiades gibi yüksek çözünürlüklü görüntüler tercih edilebilir. Türkiye’de Göktürk-1 ile “bitki örtüsündeki periyodik değişimlerin takibi” hızlı ve güvenilir hale geliyor.

Bu bölünmüş ekran görüntü, bir orman yangınının uzaydan nasıl farklı şekillerde algılandığını gözler önüne sermektedir. Sol tarafta optik bir uydu görüntüsü (muhtemelen Sentinel-2 veya Landsat gibi) yangının dumanını ve kızılötesi spektrumda oluşan ısı izini gösterirken, sağ taraftaki radar görüntüsü (örneğin Sentinel-1) dumanın ve bulutların arkasındaki arazi yapısını ve yangının yarattığı değişimi algılayabilme yeteneğini sergilemektedir. Özellikle orman yangınları ve afet tespiti gibi anında müdahale gerektiren durumlarda, açık havada optik uydular (Sentinel-2, Landsat-8) hasar analizi için kullanılırken; bulutlu veya tozlu havalarda radar uyduları (Sentinel-1) devreye girerek kör nokta bırakmaz. Bu karşılaştırmalı görünüm, farklı uydu sistemlerinin felaket anında ve sonrasında nasıl tamamlayıcı bilgiler sağlayarak daha etkin bir müdahale ve analiz süreci sunduğunu açıkça göstermektedir. — Orman Yangını Tespiti: Optik ve Radar Uydularının Karşılaştırmalı Gücü

Orman Yangınları ve Afet Tespiti: Yangın, sel veya deprem gibi olaylar anında izlenmeli. Eğer

açık hava varsa, Sentinel-2 ve Landsat-8 yangın öncesi/sonrası görüntüleriyle hasar analizi yapabilir (örnek: 2021 Muğla yangını, Sentinel-2 ve Landsat-8 ile incelendi). Bulutlu veya tozlu havalarda radar uyduları (Sentinel-1, COSMO-SkyMed vs.) devreye girer. Örneğin sel bölgesinde radar, su birikintilerini görebilir. Yangın dumanı altında bile, Sentinel-1’in C-bandı ormanı tarar.

Kentsel Planlama ve Şehircilik: Kent içi analizler için yüksek çözünürlük şart. WorldView ve Pleiades şehir cadde ve binalarını, altyapıyı gözetleme imkanı sağlar. Örneğin bir imar uygulamasında ayrıntılı binalar görmek istiyorsanız, metre altı çözünürlüklü uydular (Göktürk-1/Pleiades) idealdir. Daha büyük ölçekli haritalama için SPOT veya Sentinel-2 gibi orta çözünürlüklü veriler yeterlidir.

Bu uydu görüntüsü, denize dökülen bir nehir deltasının ve kıyı şeridindeki su kütlelerinin detaylı bir görünümünü sunmaktadır. Nehrin taşıdığı alüvyonlar ve olası alg patlamaları gibi su kalitesi göstergeleri, denizin farklı tonlarındaki renk değişimleriyle açıkça gözlemlenmektedir. Sentinel-2'nin su spektral bantları ve Landsat'ın uzun süreli arşiv verileri gibi optik uydular, göl ve deniz izleme, kıyı erozyonu ve su kalitesi takibi gibi çevresel yönetim uygulamaları için vazgeçilmezdir. Bu tür uydu verileri, çevre takibinde uzun süreli trendleri ve anlık durumları analiz ederek, su kaynakları yönetimi ve ekosistem denetimi konularında bilimsel ve operasyonel kararlar alınmasına olanak tanır. — Su Kaynakları ve Kıyı Yönetimi: Uzaydan Nehir Deltası ve Su Kalitesi İzleme

Su Kaynakları ve Kıyı Yönetimi: Göl ve deniz izleme için optik uydular havuzu kullanılır

(Sentinel-2’nin su spektral bantları gibi), ancak deniz taşıtı takibi için radar öne çıkar. Çevre takibinde, uzun süreli trendler için Landsat arşiv verisi, anlık durum için Sentinel-2 aktif kullanılır. Kıyı erozyonu veya su kalitesi için ise kırmızı, yeşil, kızılötesi bantlar gereklidir.

Bölgesel ve Küresel Analiz: Toprak örtüsü değişimleri, iklim izleme gibi geniş ölçekli araştırmalar için veri miktarı ve süreklilik gerekir. Landsat (50 yıldır devam eden kayıt) ve Sentinel-2 (düzenli ve ücretsiz) bir arada kullanılır. Her iki sistemin bantları çapraz kalibre edildiği için birlikte çalıştırmak kolaydır. Örneğin, tarımsal ürün izleme konusunda hem NASA hem ESA mühendisleri sensörlerini uyumlu hale getirmiştir.

Bu senaryolar ve seçtiğiniz uydu arasında bir uyum olmalıdır. Hangi uyduyu seçmelisiniz? İhtiyacınız zamanlama mı (tekrarlama hızı), ayrıntı mı (çözünürlük), yoksa süreklilik mi? Çoğu zaman birden çok uydu verisi bir arada kullanılır. Mesela bitki sağlığı takibinde Sentinel-2 sık aralıklarla veri sağlarken, dönem başı en net kayıtlar Göktürk-1’den gelebilir. Renkli bantlar işe yaramazsa, radar imdada yetişir.

Gözlemin Gücü: Uydu Teknolojisiyle Çözülen Sorunlar ve Kazanımlar

Bu göksel gözler, gerçek dünya sorunlarına çözüm sunar. Örneğin bir film şeridi gibi, uzaktan algılama görüntüleri tarımda verimi artırır, orman yangınını önlemeye yardımcı olur, su kıtlığını takip eder, depremlerde hasarı anında tespit eder. Tarımda ürün dağılımını belirlemek ve rekolte (ürün verimi) tahminleri için Göktürk-1 görüntüleri bile kullanılıyor. Doğa olayları değiştikçe anlık veriyle acil müdahale planlanıyor. Şehir plancıları, yüksek çözünürlüklü uydu verisiyle büyüyen kentlerin çehresini önceden görebiliyor; hava kirliliği haritalanabiliyor; maden ve ekosistem denetimi yapılabiliyor. Üstelik çoğu uydu verisi ücretsizdir: Sentinel ve Landsat açık erişimle herkese sunulur, böylece küçük araştırmacılar bile global düzeyde gözlem yapabilir.

Sentinel-1 Radar Uydusu: Bulutsuz ve Kesintisiz Gözlem Yeteneği

Gösterilen bu çözümlerin ilham verici yanı, uzayın sağladığı büyük veriyi dünyaya geri akıtan teknolojiyle yaşam kalitesini yükseltmesidir. Yuva kuran kuş sürüleri, gece görüş kameralarının algılayamadığı, bıraktıkları atık su izlerinden tespit edilir; sulak alanlar koruma altına alınır. Bitki türüne ya da mevsime göre değiştirilen sera kaplamaları gerçek zamanlı olarak izlenebilir. Bunlar sadece birkaç örnek; her uydu farklı bir dalgada (renk, kızılötesi, radar) çalışarak bilgi zenginliği sağlar.

Sonuç olarak uydu gözlem teknolojisi, gözle görülmeyeni görünür kılarak insan hayatına dokunur. Veriye dayalı planlama yapılır. Bu anlatıda incelediğimiz Sentinel, Landsat, Göktürk, SPOT, Pleiades, WorldView gibi sistemlerin her biri, farklı gözlem görevlerinde birer asistan gibidir. Uzaydan gönderilen her fotoğraf, daha güvenli, planlı ve verimli bir dünya demektir.

Kaynaklar ve İlham Alınanlar

Yazıda belirtilen teknik ve uygulama verileri için ESA, USGS, TÜBİTAK ve diğer resmi kaynaklardan elde edilen bilgiler kullanıldı. Bu alandaki araştırmalar, Sentinel-2 ve Landsat-8’in yangın analizi örnekleri ve Göktürk-1’in tarım uygulamaları gibi sahadan örneklerle desteklenmiştir.