18
Arşivlenen Tez
0
DOI Atanmış
0%
DOI Oranı
Anabilim Dalı
Çoklu spektral ve pankromatik uydu görüntülerinin füzyonu için negatif olmayan matris ayrıştırma (NOMA) tabanlı yeni bir yöntem
Görüntü füzyonu, tek ve yüksek çözünürlüklü görüntü elde etmek için iki veya daha fazla görüntünün eksikliklerini gidererek bir araya getirilmesi işlemidir. Uzaktan algılama çalışmalarında çoklu spektral ve pankromatik görüntülerin bir araya getirilmesinde bu sürecin kullanılması, literatürde pankeskinleştirme olarak isimlendirilir. Uydu görüntülerinde, daha düşük uzamsal çözünürlüklü çoklu spektral görüntüler daha yüksek uzamsal çözünürlüklü pankromatik görüntülerle birleştirilir. Bu işlemin yapılmasının sebebi pankromatik ve çok bandlı görüntülerin farklı özelliklere sahip olmasıdır. Multispektral görüntü yüksek spektral çözünürlüğe sahip iken, nispeten düşük uzamsal çözünürlüğe sahiptir. Ancak pankromatik görüntünün tam tersine uzamsal çözünürlüğü çok iyi olsa da, spektral çözünürlüğü yeterince iyi değildir. Yüksek uzamsal çözünürlüğe sahip olmak, görüntünün daha net ve daha detaylı bir görünümüne sahip olduğu anlamına gelir, daha yüksek spektral çözünürlük algılanan dalga boyunun küçük olması, yani farklı renk bandlarına sahip olması anlamına gelir. Tek bandlı pankromatik görüntünün ayrıntıları ön planda iken, çok bandlı görüntüde, görüntünün renk özelliği ön plandadır. Uydu görüntülerinden istenilen çözünürlükte multispektral görüntüler alınamaması sebebiyle, görüntü füzyonu teknikleri giderek daha çok önem kazanmıştır. Önerilen yöntemlerin görüntülerde iyileştirme sağlarken, belli başlı avantaj ve dezavantajları da bulunmaktadır. Bazı yöntemler görüntüleri uzamsal ölçekte iyileştirirken, bazı yöntemler de spektral ölçekte ciddi iyileşme sağlamaktadır. İncelenecek bölgenin özelliklerine göre farklı görüntü füzyonu tekniklerinden yararlanılarak, detaylı analizlerin yapılması sağlanabilir. Görüntü füzyonu, multispektral görüntünün yüksek spektral kalitesini koruyarak daha yüksek uzamsal çözünürlüğe sahip tek bir MS görüntü elde etmenin bir yoludur. Multispektral ve pankromatik görüntülerin füzyonu için yaygın olarak kullanılan yöntemlerden bazıları IHS (Yoğunluk Ton Doygunluk) dönüşüm temelli yöntem ve Temel Bileşen Analizi (PCA) tabanlı yöntemleridir. Bu çalışmada ilk olarak renk dönüşümü temelli GIHS yöntemi incelenmiştir. Sonrasında wavelet dönüşümü tabanlı A trous Wavelet Transform, Additive Wavelet Luminance Proportional ve A Trous Wavelet Based Context Based Decision yöntemleri incelenmiştir. Son olarak da negatif olmayan matrisler üzerinden önerilen yöntem olan NOMA yöntemi üzerine çalışılmıştır ve önerilen yöntem ile diğer yöntemlerin karşılaştırılması yapılmıştır. Önerilen yöntemden kısaca bahsetmek gerekirse; ATWT-NOMA yöntemi eğitim, test ve füzyon aşaması olmak üzere üç aşamadan oluşmaktadır. Eğitim aşamasında pankromatik görüntüden ATWT yöntemi ile alçak ve yüksek frekans detayların öğrenilerek, bu detaylardan NOMA yöntemi yardımıyla sözlük öğrenmenin gerçekleştirilmesidir. Test aşamasında, elde edilen sözlük bilgisi kullanılarak, PAN görüntünün NOMA yöntemi ile temel matris ve katsayılar matris çarpanlarına ayrıştırılmasını sırasında sözlük bilgisinin bir sabit olarak verilmesini amaçlar ve böylelikle sadece katsayılar matrisinin güncellenmesi sağlanır. Füzyon aşamasında ise katsayılar matrisi ile sözlük matrisinin çarpımından elde edilen yüksek frekans bilgisi multispektral görüntüye eklenerek füzyon işlemini tamamlamaktır. Önerilen yöntem ATWT yöntemi ile elde edilen alçak ve yüksek frekans detayların, NOMA yöntemi ile iyileştirilerek multispektral görüntüye eklenmesi prensibi üzerinedir. Bahsi geçen ve önerilen yöntem ile elde edilen sonuçların ne kadar başarılı olduğunu anlamak için görsel ve sayısal olarak karşılaştırılması gerekir. Bu işlem de gerçek ve sentetik boyutta olmak üzere iki aşamadan oluşmaktadır. Sentetik boyutta yapılacak değerlendirme için kullanılacak ölçütler CC, Q4, ERGAS, RASE, SAM ve SERGAS' dır. Gerçek boyutta yapılacak değerlendirme için QNR' dır. Bu ölçütler kıyaslama yapılması sırasında spektral ve uzamsal açıdan nicel sonuçlar sağlayacaklardır. Elde edilen sonuçları değerlendirdiğimizde GIHS yöntemi uzamsal açından iyi sonuçlar sağlasa da, spektral açıdan elde edilen sonuçlar en kötü sonuçlardır. ATWT-CBD yöntemi spektral ölçüt değerleri açısından iyi sonuçlara sahip olsa da görüntülerde uzamsal açıdan veri kayıplarına sebep olmaktadır. Önerilen yöntem, görsel açıdan değerlendirildiğinde AWLP yöntemine yakın olmakla birlikte, sayısal değerler aççısından ATWT ve AWLP yöntemlerine üstün gelmiş, görüntülerdeki yapaylıkları azaltmıştır. Diğer yöntemlere göre değerlendirildiğinde hem spektral hem de uzamsal açıdan iyi bir denge noktasında yer almaktadır. Gerçekleştirilen füzyon yöntemlerini süreleri de uygulamanın kullanımı açısından önem arz etmektedir. GIHS, ATWT, AWLP yöntemlerinde füzyon işlemleri bir saniyenin altında tamamlanmaktadır. ATWT-CBD yönteminde bu süre yaklaşık kırk beş saniyedir. Yeni önerilen yöntem uygulanan füzyon yönteminin karmaşıklığı ve ATWT, NOMA yöntemlerinin füzyonu olması sebebiyle yaklaşık doksan saniye sürmektedir. Bu sürenin büyük bir kısmı test ve füzyon aşamasında kullanılmaktadır. Eğitim aşaması iki saniyeden kısa bir sürede tamamlanmaktadır.
Uydu görüntü verileri kullanılarak orman yangın analizi
Doğal dengenin tesisinde kritik öneme haiz nitelikteki ormanların, çevresel ve ekolojik faydaları itibariyle ciddi biçimde korunması gerekmektedir. Orman yangınları etkileri ve ortaya çıkardığı sonuçları bakımından tüm dünyada en vahim doğal afetlerin başını çekmektedir. Dünya genelinde orman yangınlarından bahsedildiğinde, öncelikli olarak Akdeniz ülkeleri, Avustralya, Kanada ve Amerika Birleşik Devletleri hatıra gelmektedir. Söz konusu ülkeler yangınlarla mücadele açısından başarılı sayılabilir. Bu başarıda, yangın tehlikesinin gerçekçi tahmini, doğru bir şekilde oluşturulmuş planlama sistemleri ve tehlikenin olduğu yerlere acil müdahale imkânların da rolü büyüktür. Türkiye'de, orman yangınlarının oluşumunda en elverişli şartlara haiz olan Akdeniz ikliminin etkisinde yer almaktadır. Büyük ölçüde kuru-yarı nemli, yarı nemli ve yarı kurak iklim şartlarının hakim olan Türkiye için, orman yangını bütün bölgedeki orman alanları için yüksek risk ve ciddi tehlike barındırmaktadır. Bütün Dünya'da ve benzer şekilde ülkemizde de ormanlara yapılan tahribatın başını orman yangınları çekmektedir. İstatistiki bilgiler irdelendiğinde ülkemizde orman yangınlarının değişik yapıya sahip olduğu ancak ilerleyen senelerde nüfus sayısındaki artışa bağlı olarak yangınlar da da fark edilir bir artışın yaşandığı göze çarpmaktadır. Bu durum; doğal orman yangınına ait yangın öncesi ve yangın sonrası Landsat 8 OLI / TIRS görüntüleri kullanılarak, yanan alan belirlenmiştir. Çalışma kapsamında söz konusu yangında, OGM verilerine göre 540 ha ormanlık alanın yok olduğu tespit edilmiştir. Ancak yapılan analizler sonucu, yanan alan (NDVI) değeri 1372 ha , yanan alan (BAI) değeri 1403 ha ve yanan alan (NIR) değeri 1588 ha olarak hesaplanmıştır. Buna göre, en doğru ve kapsamlı sonucun NIR bandının maskesinin filtrelenmesinden elde edildiği görülmüştür.
Yüksek çözünürlüklü uydu görüntüleri ile İstanbul pendik ilçesinin alansal değişiminin incelenmesi
Şehirleşmenin yayılması üzerine yapılan araştırmalara göre gelişmiş uydu sistemleri; özelikle konum ile ilgili bilgi verebilme, veri üretebilme ve analiz yeteneği sayesinde ilgili bölgeye yapılan yatırımların etkisinin belirlenebilmesinde önemli bir planlama aracı olmuştur. Uzaktan algılama teknolojisi, kentsel büyüme ve arazi kullanımı değişimindeki süreçlerin, mekansal ve zamansal dinamiklerin ortaya konulmasında eşsiz bir tekniktir. Kentsel alanların haritalanması, kentsel büyümenin ve arazi kullanımının/değişiminin analizlerinin yapılması ve modellenmesi için kaynak veri oluşturulmasında çokça kullanılmaktadır. Uzaktan algılama teknikleri ile arazi örtüsü kullanımını/değişimini saptamak ve kontrol etmek için farklı ölçeklerde, farklı zamanlara ait uydu görüntüleri üzerinden değişimin belirlenebilmesi, karşılaştırmalı analizlerin yapılabilmesi önemli fırsatlar sağlamaktadır. Uzaktan algılama tekniği, özellikle imar planlarının yapılması aşamasında, geleceğe yönelik olarak hızlı ve etkin karar verebilme yeteneği ile oldukça önemli bir araçtır. Tez kapsamında; ulaşım imkanlarının çeşitliliği (kara, hava, deniz ve demiryolu) ve İstanbul' a Anadolu' dan giriş kapısı konumunda bulunması ve dolayısıyla sürekli büyüme eğiliminde olan Pendik ilçesindeki yapay yüzeylerin (yollar, raylı sistem ve bağlantı noktaları, limanlar, havaalanları, maden ocakları, boşaltım alanları, inşaat bölümleri, yeşil yerleşim alanları, spor ve dinlenme alanları), 2005 ve 2017 yıllarına ait yüksek çözünürlüklü uydu görüntüleri üzerinden ayırt edilmesi, sınıflandırılması ve haritalanması amacına yönelik uygulama ve değerlendirmeler gerçekleştirilmiştir. Bu genel amaç doğrultusunda tezin ana hedefleri; • Yüksek çözünürlüğe sahip 2005 yılına ait Ikonos ve 2017 yılına ait Spot-7 uydu görüntüleri kullanılarak yapay yüzeylerin, genel olarak Corine lejantı seviye 1 düzeyinde, arazi örtüsü ve arazi kullanımının en çok benzerlik yöntemi ile belirlenmesi, • İlçenin 2005 ve 2017 yıllarına ait arazi kullanım durumu paftalarında yer alan yapay yüzey alanları ile 2005 yılı Ikonos ve 2017 yılı Spot-7 uydu görüntülerinden çıkartılmış olan yapay yüzey alanlarının karşılaştırmalarının yapılması, • Pendik ilçesi sınırları içinde yer alan ana yolların, yüksek çözünürlüklü görüntüler üzerinden yapılan sayısallaştırılma sonuçlarının karşılaştırılması ve nazım imar planları ile uyumluluğunun değerlendirmesinin yapılması, işlem adımları olarak belirlenmiştir. Çalışmanın ana materyalleri, 1m x 1m mekansal çözünürlüğe sahip 3 bantlı 2005 yılına ait Ikonos, 1m x 1m çözünürlüğe sahip 4 bantlı 2017 yılına ait Spot-7, 1m x 1m çözünürlüğe sahip 3 bantlı 2012 yılına ait Worldview-2 (sadece geometrik düzeltme için, referans veri olarak kullanılmıştır) uydularından elde edilmiş yüksek çözünürlüklü uydu görüntüleri, 2005 ve 2017 yıllarına ait arazi kullanım durumu paftaları ile 2005 ve 2017 yıllarına ait 1/5000 ölçekli nazım imar planı paftaları, 1/1000 ölçekli halihazır haritalar ve Google Earth görüntüleri kullanılmıştır. Uydu görüntülerinin geometrik düzeltmesi, işlenmesi, analizi için Erdas 9.2 programı kullanılmış olup, imar planları ve arazi kullanım durumu paftalarının sayısallaştırılması, vektörizasyonu ve alan hesaplamaları Netcad 7.6 gis programı ile yapılmıştır. Yapılaşmış alanlar bakımından Pendik ilçesindeki değişimin tespit edilebilmesi, arazi kullanımının/değişimlerinin saptanabilmesi ve bu değişimlerin değerlendirilebilmesi, yorumlanabilmesi için bölgeye ait tüm verilerin ortak bir koordinat sisteminde tanımlı olması gerekmektedir. Bu nedenle çalışmanın birinci aşamasında söz konusu verilerden farklı koordinat sisteminde ve farklı çözünürlüklerde olan; 2005 yılına ait Ikonos ve 2017 yılına ait Spot-7 uydu görüntüleri, 2012 yılına ait Worldview-2 uydu görüntüsü referans alınarak geometrik dönüşüme tabi tutulmuştur. Uydu görüntülerinin geometrik düzeltme işlemi sonrasında, 2005 ve 2017 yıllarına ait görüntüler üzerinden kontrollü sınıflandırma yapılmış, bu sınıflandırmalara ait genel doğruluk ve kappa doğruluk oranları hesaplanmıştır. 2005 ve 2017 yıllarına ait uydu görüntüleri ve arazi kullanım durumları 200' er sınıf olarak çalışılmış ve yapay yüzeyler, su ve diğer (tarımsal alanlar, ormanlar ve doğal alanlar, park ve yeşil alanlar), sınıfları olarak 3 sınıfa genelleştirilmişlerdir. Çalışmanın ikinci aşamasında, tüm verilerin UTM WGS84 datum ve koordinat sisteminde tanımlı olması ile ekran üzerinden ana arterler başta olmak üzere 2005 ve 2017 yıllarına ait yüksek çözünürlüklü uydu görüntüleri üzerinden 100' er adet yol sayısallaştırılmış ve karşılaştırmaları yapılmıştır. Bu karşılaştırma sonucunda ortaya çıkan değişim oranının, aynı yıllara ait arazi kullanım durumları arasındaki karşılaştırma sonucu hesaplanan değişim oranı ile benzerliğinin olup olmadığı test edilmiştir. Çalışmanın üçüncü aşamasında ise, tüm değerlendirme sonuçlarının, ilçeye ait 1/5000 ölçekli nazım imar planları göz önüne alınarak değerlendirilmesi yapılmıştır. Sonuç olarak, yüksek çözünürlüklü uydu görüntüsü üzerinden yapay yüzeylerin ayırt edilmesinde sayısallaştırma ve sınıflandırma ile tematik harita üretimi yapılacak ve yollar özelinde çıkarılan bilginin doğruluğu karşılaştırmalı olarak ortaya konulacaktır. Ayrıca, bölgeye ait 1/5000 ölçekli nazım imar planlarının mevcut duruma katkısı konusu incelenerek yorumlanacaktır.
A dual-band frequency selective surface design for satellite applications
Studies in the field of satellite communication have shown a great improvement from past to present. Firstly, satellites used in military field were developed and then commercial satellites were used. Satellite systems consist of three main components. These components can be classified as an earth station, ground terminal and satellite. In satellite communication systems, the antenna model which is widely preferred for communication between ground stations and satellites sufficiently is the reflector antennas. In the literature, there are several kinds of reflector antennas, but the reflector antenna types preferred in satellite applications grouped under three as "parabolic antennas", "cassegrain antennas" and "offset parabolic antennas". The most important advantages of using parabolic antennas are directing the radio wave with a narrow beam or allowing the waves to be received only at a certain angle. Reflector antennas are included of two parts; feeding and reflector. The feed part constitutes the electromagnetic wave source and the reflector part provides the antenna gain. Recent frequency selective surfaces in the reflector antenna designs, placed in two different ways which are between two feed points or behind a feed point. Frequency selective surfaces are structures that show transmission and reflection characteristics according to desired frequency. Frequency selective surfaces can be designed with multiple frequency characteristics, but also the frequency range of the designed frequency selective surfaces can be determined according to need. Because of these reasons, rapid developments in satellite technologies and the change of communication infrastructure over time increase the need for frequency selective surfaces. Moreover, studies on the design of these structures have been increased in order to reduce the number of reflectors in the satellites, to reduce the mass of the satellite and finally to reduce the cost. In this thesis, Ku band (14.1-16 GHz), Ka band (29.2-36.8 GHz) and X band (8- 12 GHz) which are commonly used in satellite communication applications. In this thesis, three different frequency selective surfaces with suitable band stop characteristics are designed by selecting the target frequencies. Analysis, optimization and design studies are performed using the Ansoft HFSS program. Analysis results are evaluated by using parameters S11 (reflection coefficient) and S21 (transmission coefficient). In the first design, a frequency selective surface structure design with band stop characteristic is performed in more than one resonance frequency of the Ka band for simplicity. To create this structure with more than one resonance frequency, a new FSS structure is formed by combining two different hybrid geometry structures in a single layer. When the results of the first structure with band stop geometry were evaluated, it is observed that the transmission coefficient is at least -20 dB at two central resonance frequency (26.5 GHz and 43.5 GHz) up to 60 degree of incidence angle. In the second part of this study, a multi-band frequency selective surface design is performed in the Ka band (38.8 GHz-41.1 GHz) and X band (8 GHz-12 GHz). At second design, we designed different geometries in different unit cells for Ka band and X band. Finally, these structures was combined in a single cell at a multi-frequency frequency selective surface. Results show that the Ka band, one of the stop bands in the TE (transverse electricity) and TM (transverse magnetic) modes, has shown an approximate of 2 GHz shift in both modes. The reason for this shift, is continuity of the geometry structure designed for the X band, in comparison with the miniaturized components of the structure designed for Ka band. The transmission coefficient of this structure is approximately -40 dB for X band and approximately -23 dB for Ka band. When the result is evaluated, the proposed second structure has a small size structure, two operating bands independently from each other and high selectivity. This designed frequency selective surface is proposed for use in a sub-reflector structure in reflector antennas. In the final stage of this study, a dual band frequency selective surface design which can be used as a sub-reflector in the reflector antennas for satellite applications is performed in Ku (14.1 GHz-16 GHz) and Ka (29.2 GHz-36.8 GHz) band. In this design, a four-arm structure in the center is designed to reflect the Ku band signals. At the same time, in order to reflect the Ka band signal, two-legged structures are placed on the corners and four-legged structures are placed on each quadrant. To find the most ideal measurements of the geometric structures, the most preferred equivalent circuit model is used in the literature. In this FSS design, both S11 and S21 parameter values are observed. It is observed that for TE polarization the parameter S21 is at least -25 dB in the Ku band from 0 to 60 degrees, and a minimum in the Ka band is -20 dB. In TM mode, the transmission coefficient in both Ka and Ku bands is below -20 dB. This FSS structure has a small size and miniaturized structure considering the cell size. At the same time, it is understood that this structure has high selectivity when the parameters S11 and S21 are evaluated. Totally three different designs are created in this thesis. All of these three designs are presented at international conferences.
Raylı sistemler için uyarlanmış telsiz iletişim protokol modeli ve başarım analizi
Raylı sistemler, yük ve yolcu taşımacılığı anlamında günümüzde de popüler olmakla birlikte trenlerin de yük taşıma kapasiteleri ve bununla birlikte yolculuk hızları da zaman içinde ilerleme göstermektedir. Bu ilerlemeye karşın ray üstündeki taşıtların hareketlerini takip eden sistemlerse aynı ivme ile gelişim göstermediğinden günümüzde kullanılan tren takip sistemleri ray üstündeki bir taşıtın tam olarak konumunu verememekte ve bununla birlikte trenler de birbirlerinin konumunu bilememektedir. Raylı sistem taşımacılığında taşıtlar belirli bir ray hattı üstünde hareket etseler bile farklı bir ray devresine geçecekleri zaman ray makasları öncesinde, trendeki makinistin ışıklı ya da elektro-mekanik sinyallere göre merkezden yönlendirilmesi ile trenin hareketi yönetilmektedir. Makinistin herhangi bir sebeple sinyali görememesi ya da sinyali yanlış yorumlaması durumunda çarpışma gibi istenmeyen sonuçların oluşması muhtemeldir. Deniz taşımacılığında da taşıtların olumsuz hava koşulları ya da coğrafi şartlar neticesinde birbirlerini görememeleri durumlarına çözüm olarak kendi konum bilgilerini etraflarındaki gemilere otomatik olarak sürekli anons ettikleri bir sistem kullanılmaktadır. Bu sayede hareket halindeki bir gemi görüş alanı içerisinde olmasa bile etrafındaki diğer gemilerinin konumlarını ve hareket planlarını bilmekte ve kendi hareket planını da buna göre belirleyebilmektedir. Ayrıca belirli dinleme istasyonları ile kıyı emniyeti birimleri de gemileri takip edebilmektedir. Tez çalışması ile raylı sistemler üstündeki taşıtların da konum ve hız gibi bilgilerini, bununla birlikte ray makası, hemzemin geçidi, ışıklı sinyal gibi sabit birimlerin de kendi konum ve durum bilgilerini; denizcilikte kullanılan model referans alınarak anons ettikleri bir model önerilmiştir. Tez kapsamında önerilen modelin başarımını ölçmek içinde bilgisayarlı benzetim hazırlanarak gerçek yaşantıda karşılaşılması çok zor olan ortamlarda, önerilen modelin nasıl çalıştığı gözlemlenmiş ve modelin en olağan dışı ortamlarda bile verimli çalışabileceği görülmüştür. Önerilen model içerisine, trenlerde, istasyonlarda ya da ray elemanlarında olabilecek normal dışı durumlara karşı, diğer trenlerin haberdar olabilmesi ve buna göre acil durum ekiplerinin müdahale edebilmesi amacı ile düzenlemeler de dahil edilmiştir. Önerilen model ile belirli bir ray hattında klasik sistemler ile güvenlik sebebi ile sadece tek bir tren hareket ettirilebilirken artık trenin anlık konum bilgisine ulaşılabildiği için birden fazla trenin çalıştırılması mümkün olabilmektedir. Ayrıca önerilen model içerisinde ki acil durum mesajlarıyla yapılacak kurtarma müdahalelerinin daha verimli olması da sağlanmaktadır.
Space time adaptive processing (STAP) in multi input multi output (MIMO) radar
Radar is a system that uses electromagnetic waves to detect, locate and measure the speed of reflecting objects such as aircraft, ships, spacecraft, vehicles, people, weather formations, and terrain. It transmits the electromagnetic waves into space and receives the echo signal reflected from objects. By applying signal processing algorithms on the reflected waveform, the reflecting objects can be detected. Furthermore, the location and the speed of the objects can also be estimated. Early radar development was mostly driven by military and military is still the dominant user and developer of radar technology. Military applications include surveillance, navigation, and weapon guidance. However, radar now has a broader range of applications including meteorological detection of precipitation, measuring ocean surface waves, air traffic control, police detection of speeding traffic, sports radar speed guns, and preventing car or ship collisions. The original contribution of this thesis is a multiple-input multiple-output (MIMO) generalization of space-time adaptive processing (STAP) to mitigate spread doppler clutter returns in radar. Multi input multi output (MIMO) radar is a radar system with multiple receive and transmit antennas, that can transmit independent waveforms on each transmit elements. Although many traditional multi-antenna radar concepts such as phased- array, receive beamforming, synthetic aperture radar (SAR), polarimetry and interferometry can be seen as special cases of MIMO radar, the distinct advantage of a multi-antenna radar system with independent transmit waveforms is the increased number of degrees of freedom leading to improved resolution and performance in detection and parameter estimation tasks. MIMO radar possesses significant potentials for fading mitigation, resolution enhancement, and interference and jamming suppression. Fully exploiting these potentials can result in significantly improved target detection, parameter estimation, target tracking and recognition performance. The MIMO radar technology has rapidly drawn considerable attention from many researchers. Several advantages of MIMO radar have been discovered by many different researchers such as increased diversity of the target information, excellent interference rejection capability, improved parameter identifiability, and enhanced flexibility for transmit beampattern design. The degrees of freedom introduced by MIMO radar improves the performance of the radar systems in many different aspects. However, it also generates some issues. It increases the number of dimensions of the received signals. Consequently, this increases the complexity of the receiver. Furthermore, the MIMO radar transmits an incoherent waveform on each of the transmitting antennas. This in general reduces the processing gain compared to the phased array radar. The multiple arbitrary waveforms also affects the range and Doppler resolution of the radar system. A promising application of MIMO radar is the identification of slowly moving targets using airborne MIMO radar platforms. The advantage of using MIMO in this configuration is its ability to synthesize a larger virtual array with relatively fewer antennas. This allows higher spatial resolution and better separation of returns from ground clutter and targets. The space-time adaptive processing (STAP) methods originally developed for Single-input, Multiple-output (SIMO) radar are applicable to MIMO radar systems after proper pre-processing of the received signals. The performance of STAP algorithm critically hinges on the structure of the clutter covariance matrix; therefore, MIMO STAP methods will benefit greatly from theoretical and empirical study of the clutter statistics. Of particular interest is clutter subject to multipath propagation between transmit and receive arrays. Significant of multipath clutter can occure in over-the-horizon (OTH) radar data when ground or ocean surface returns undergo multiple ionospheric scattering that couse considerable doppler frequency and wavenumber spreads. In such situation, conventional single-input multi-output (SIMO) STAP cannot mitigate doppler spread mainlobe clutter without suppressing the target in conjunction. With a slight modification, STAP methods developed originally for the single-input multiple-output (SIMO) radar (phased array radar) can also be used in MIMO radar. However, in the MIMO radar, the rank of the jammer-and-clutter subspace becomes very large, especially the jammer subspace. It affects both the complexity and the convergence of the STAP algorithm. After reconsidering the advantages and drawbacks of the extended MIMO-STAP, namely the sample matrix inversion (SMI) and eigencanceller (EC), fast approximated power iteration (FAPI) algorithms, we propose fast and stable YAST algorithm the range recursive algorithm as an alternative to resolve the convergence and complexity problems. The novelty in the YAST algorithm was the lower computational cost (linear if the data correlation matrix satisfies a so-called shift-invariance property), and the extension to minor subspace tracking. However, the original implementation of the YAST algorithm suffered from a numerical stability problem (the subspace weighting matrix slowly loses its orthonormality). We thus used in this thesis a new implementation of YAST, whose stability is established theoretically and tested via numerical simulations. This algorithm combines all the desired properties for a subspace tracker: remarkably high convergence rate, lowest steady state error, linear complexity, and numerical stability regarding the orthonormality of the subspace weighting matrix. The contribution of this work can be summarized in four parts. First, we present the basic review of the detection and ranging in radar system. Multistatic Radar Systems are examined, and Phased Array Radars are covered to give the reader the opportunity to compare those systems with MIMO Radar. Second, we fully explain the concept of coherent MIMO radar and its difference with SIMO or phased array radar, signal model and improvements that coherent MIMO radar systems offer like high resolution and parameter identifiability. In the third part we briefly explain space-time adaptive processing (STAP) in MIMO radar. Then we discuss about different algorithms of STAP in MIMO radar as if sample matrix inversion (SMI), eigencanceller (EC), fast approximated power iteration (FAPI) and fast and stable YAST. Ultimately results of the simulations which have been performed in this thesis study are introduced and simulations are performed to present STAP performance of different MIMO radar configurations.
Super resolution methods for remote sensing images
This thesis aims at enhancing the spatial resolution of single or multi frame remote sensing images. This process is referred to as super resolution (SR) image reconstruction in the literature. Application of multi frame super resolution to real data presents challenges due to the very high dimensions of the datasets, such as those obtained in RS satellite imaging and due to the impacts of atmospheric, topographic, land cover charateristics and sun-sensor-geometry during the data acquisition. Besides, multi-frame super resolution for remote sensing images is not common because of lack of data. In this thesis, a novel application of tri-stereo RS satellite images based on regularization method to the super resolution problem is proposed. Since the tri-stereo RS images of the same observation area are acquired from three different viewing angles along the flight path of the satellite, these RS images are properly suited to a SR application. For multi frame super resolution, regularization methods which are Total Variation and Tikhonov are used to preserve edges. The second contribution of the thesis is deep learning based single frame super resolution. Two pre-trained convolutional neural network models, SRCNN and VDSR, are applied to remote sensing images after IHS transform. Since this implementation is single frame super resolution, disadvantages of topography or moving objects doesn't effect the results such multi frame super resolution does; therefore, method can be applied to all kind of areas such as mountainous regions. Methods are implemented to Intenstiy channel only, then colour information is restored with an inverse IHS transformation. As data, SPOT and Pleiades satellites images which are acquired by ITU Center for Satellite Communications and Remote Sensing (CSCRS) are used. Pleiades 1A, 1B RS satellite images having 0.5 m product spatial resolution for panchromatic mode and 2.0 m product spatial resolution for multispectral mode that include 4 spectral bands (Red, Green, Blue and IR); and SPOT 6 , SPOT 7 RS satellite images, which have 1.5 m and 6.0 m product spatial resolution for panchromatic and multispectral modes respectively. Structural Similarity Index (SSIM), Peak Signal Noise Ratio (PSNR), Spectral Angle Mapper (SAM) and ERGAS values are calculated for a quantitative evaluation of the methods, which showed satisfactory results with synthetic low resolution images. Finally, the method which gave better results, is tested within a real scenario, i.e. with original low resolution images and the obtained high resolution images demonstrated visible qualitative enhancements.
Novel techniques of array antenna design for satellite communication
Antennas with high directivity or narrow beam width are preferred to be used in satellite communications to offer better reception performance in terms of reducing interferences from dense geo orbital sources. Sources of interference mostly are nearby satellites, other nearby earth stations or nearby microwave towers. Consequently, array antennas with high number of elements are developed over the past decades to obtain high directivity, narrow beam width and low side lobe level to minimize interference from these unwanted sources. On the other hand, increasing number of the elements in the design of arrays causes to long microstrip lines in feed network leading to dielectric and ohmic losses. Also, the use of large number of power splitters leads to increasing insertion and isolation losses. The power-splitting network is also limiting the band width and enlarging the size. Therefore, optimization of feed network of large arrays has been investigated extensively. Moreover, miniaturizing the dimensions of antenna used in both satellite or ground station have been subject of developed studies. Consequently, main goal of this thesis is to determine methods for array antenna design with higher directivity, low side lobe level, effective feed network and smaller dimensions. Radiation characteristics of an array depends on the radiation pattern of the element antenna and the geometrical configuration along with relative displacement and excitation of the overall array described by the array factor. Most of the available design techniques are accomplished by optimizing the array factor, neglecting abilities of the element antennas. In Chapter 4 of this thesis, three novel approaches of array design are proposed by using different combinations of special element antennas. In comparison with existing design procedures, the novel proposed methods are based on effective uses of both array factor and element factor with respect to each other. Consequently, array antennas with small aperture, effective feeding or narrow beam width are designed by using three distinct novel methods. Accuracy of all the approaches are confirmed based on theoretical studies and calculations. However, validity of the techniques are also demonstrated with simulations or measurement of prototype antenna(only for section 4.2). All the designs and simulations are accomplished in the range between 10.7GHz and 12.7 GHz which is allocated as satellite downlink for KU band. In section 4.1 of this thesis, a novel method is proposed to design array antenna with desirable directivity but smaller aperture compared to the method used in available designs. The design approach is well-demonstrated in two-element array structure. In an array with two elements, although reducing the element spacing from λ to λ/2 causes to a wide beam, but the resulting beam has no side lobs. Consequently, a special element antenna having a beam with a more narrow main lobe and probable side lobs at any other directions can be used to achieve a beam with single narrow lobe. Then, this approach can be developed to design arrays with large number of elements with small element spacing. Accuracy of the method is demonstrated and studied by using Ansoft HFSS software simulations. The second novel approach (section 4.2) proposes a method to design a low loss array antenna. It is demonstrated that the same beam width can be achieved by using 2λ element spacing with half the number of elements compared to the design with conversional limit of λ element spacing. Consequently, reducing the number of elements in microstrip arrays leads to lowering the loss made by long feed lines and insertion or isolation loss made by the power splitters. Also, using larger element spacing lowers the coupling between adjacent elements. However, the method needs a directive element antenna to cancel additional lobes. An element antenna with a very directive beam is simulated and fabricated. Then, a prototype array antenna is also simulated and fabricated based on the method with 2λ spacing of that element antenna and the measured results are provided to confirm the method. Results of section 4.2 confirms that beam width of an array is determined by aperture length of the array; more clearly by the elements placed towards the ends of the array. Subsequent results confirms that those additional interior elements are mostly effective in cancelling minor lobes, while having negligible effect on the beam width. Therefore, placement of the interior elements towards the ends of the array is aimed to improve the beam width, while this method distorts the side lobes. This is considered as a favorite achievement given that in some cases such as satellite applications the beam width of main lobe is more required than the side lobe level. Consequently, a novel nonlinear array design is presented in section 4.3 to achieve a narrower beam width with acceptable side lobe level compared to linear array. Chapter 5 of this thesis presents the forth study on array antennas advantageous for the satellite communication applications. Although, the methods in Chapter 4 confirm the good results in terms of small dimensions, efficiency and beam width. However, quality of a directive antenna in suppressing the interferences is described by its side lobe level. Regarding that the most favorite approach for this aim is the Binomial array, study of Binomial arrays is presented in Chapter 5. Binomial arrays, favorably show low side lobe level due to smooth amplitude distribution from the center element toward those at the edges. As the other advantage, binomial arrays with the element spacing equal or less than λ/2 have no minor lobes. However, unfortunately, there are no compact expressions for the array factor and directivity for binomial arrays with no restriction in element spacing, except for λ/2 spacing. In chapter 5, a novel procedure is proposed to derive compact expressions for the array factor and directivity of binomial arrays. The properties of Pascal's triangle, upon which the excitation coefficients of the binomial array are based and distributed, are used to obtain the compact expressions. It is demonstrated that the excitation coefficients of an N-element binomial array can be expressed as an (N-2)th convolution of the two-element binomial array. Then, the array factor and directivity of the entire binomial array is obtained using the properties of Fourier transform.
An experimental analysis of feature selection algorithms in hyperspectral image classification
Recently, hyperspectral images have been an attractive subject for many researches in remote sensing area since they provide abundant information due to their wide range of spectral bands. On the one hand, providing such a huge amount of data by hyperspectral images may lead to complexity and bring some redundancy due to high correlation among the hyperspectral bands. On the other hand, this redundancy often negatively effects the classification of hyperspectral data by imposing extra computational costs without providing any advantageous information to the performance of the classifier. Moreover, the redundancy or using more features may lead to a decrease in the classification accuracy, which is known also as Hughes effect. In order to reduce the redundancy and increasing the performance of the classification methods, feature selection algorithms have been carried out to remove irrelevant features and highlight the efficient features of dataset to achieve a significant accuracy with minimum costs. The feature selection methods are typically presented in three categories based on how they combine the selection algorithm and the model building: filter-based methods which select suitable features using a search method; wrapper methods that validate the selected features with a classifier; and embedded methods which utilize the profits of two prior methods. There have been many studies related to feature selection not only in developing novel methods but also in application of the methods to hyperspectral image classification. To our knowledge, there is no any general analysis over hyperspectral remotely sensed datasets, involving a wide range of feature selection methods to compare them in the same experimental environments. In this work, a comprehensive experimental analysis with seventeen mostly used state of art feature selection algorithms is conducted extensively analyzed with two well-known classifiers, that are K-nearest neighbours and support vector machines, on seven common hyperspectral remotely sensed datasets. The contribution of this thesis is to present an extensive benchmark study on using feature selection algorithms with hyperspectral datasets to help researchers to comprehend the behaviour of feature selection methods on different cases. The analysis of feature selection algorithms are carried out by considering different number of training samples and different number of ranked features count. Besides, the methods are assessed based on four evaluation criteria which are classification accuracy, stability of feature selection methods, ability of ranked features to separate the classes of a dataset, and computational cost. According to the results obtained from the experiments, the filter-based methods, which are improved by mutual information measures, are more profitable than the other filter-based methods, even wrapper and embedded techniques. Although, filter methods are known as unstable method, they achieve accurate classification results as well as low computational time. Some wrapper and embedded methods also perform significant classification accuracy while filter-based methods also enhance a higher level of generalization.
Amaca uygun olarak yansıma ve iletim karakteristikleri değiştirilebilen yapısal yüzey malzemesi
Kablosuz iletişim sistemleri günümüzde yaygın olarak kullanılmaya başlanmıştır. Sınırlı sayıdaki frekans bantlarının yoğun kullanımı sebepleriyle kapalı ortamlardaki birçok haberleşme sistemi aynı frekans bandını kullanmak zorunda kalmış ve sistemler arası girişim önemli bir problem haline gelmiştir. Kablosuz sinyallerin istenmeyen mesafelere iletimi de bilgi güvenliğinin sağlanması açısından önemli bir problem olmaktadır. Gelişmiş işaret işleme teknikleri ve anten tasarımları ile bu problemler çözülmeye çalışılmaktadır. Bütün bu sorunların çözümü ile ilgili önemli bir yaklaşım tarzı kablosuz ağların birbirlerinden izole edilmeleridir. Kablosuz ağların birbirlerinden izolasyonları ise binaların iç ve dış yüzeylerinin istenmeyen işaretleri engelleyen, istenilen işaretleri geçiren frekans seçici filtreye dönüştürülmeleri ile gerçekleşebilmektedir. Dielektrik ortam üzerine yerleştirilmiş periyodik iletken yama veya açıklık dizileri frekansa göre değişen yansıma ve iletim özellikleri göstermekte ve frekans seçici yüzeyler (FSY) olarak adlandırılmaktadırlar. Anten ve mikrodalga alanlarında birçok uygulamaları bulunmaktadır. Çok bantlı mikrodalga antenler, radomlar, dalga kılavuzu uygulamaları, yansıtıcı antenler, yapay manyetik iletkenler, demet bölücüler, emici yüzey tasarımları vs. bu uygulamalara örnek olarak verilebilir. Son yıllarda kablosuz haberleşme sistemlerinde görülen girişim, güvenlik, işaret güç seviyesi problemlerine sunduğu çözümler dolayısıyla incelenmektedirler. 2.4 GHz (2.4–2.4835 GHz) ve 5.8 GHz ISM (5.725–5.850 GHz) serbest frekans bantları bina içi kablosuz iletişimlerde yaygın olarak kullanılmaktadırlar. Gelecekte bina içlerindeki bütün elektrikli ev aletlerinin, haberleşme ve kontrol sistemlerinin bu frekans bantlarını kullanmaları öngörülmektedir. Haberleşme teknolojilerindeki hızlı gelişmeler, iletim ortamlarının yapısının ve kullanıcı taleplerinin zamanla değişebilmesi FSY'lerin davranışlarının da amaca uygun olarak değiştirilebilmesi ihtiyacını doğurmaktadır. Bu sebeple, tez çalışmasında 2.4 GHz ve 5.8 GHz ISM kablosuz haberleşme frekansları bantları iletiminin amaca uygun kontrol edilebilmesi hedeflenmiştir. Tasarlanan yüzey malzemesinin amaca uygun olarak değiştirilebilen dört farklı frekans karakteristiğine sahip olması öngörülmüştür: 2.45 GHz ve 5.8 GHz ISM bantlarının her ikisinin de durdurulması veya iletilmesi, 2.45 GHz ISM bandının durdurarak 5.8 GHz ISM bandının iletilmesi ve 2.45 GHz ISM bandı iletilirken 5.8 GHz ISM bandının durdurulması. Hedeflenen frekans bantları durdurulduğunda yüzey malzemesinin iletim katsayısının minimum -10 dB olması hedeflenmiştir. Tez çalışmalarında FSY geometrileri araştırılarak FSY geometrilerin frekans cevaplarını etkileyen etmenler belirlenmiştir. Eşdeğer devre yönteminin kullanılması ile FSY parametrelerinin yüzeyin frekans cevabı üzerindeki etkileri belirlenmiş ve tasarımlar bu bilgilerin ışığında şekillendirilmişlerdir. Yüzeylerin benzetimleri Ansoft HFSS programı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. FSY'lerin eniyilemesi eşdeğer devre yönteminden elde edilen bilgiler doğrultusunda HFSS programının parametrik analiz özelliği kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Tez süresince gerçekleştirilen tasarımlar ile on dört farklı tasarım gerçekleştirilmiştir. Bu tasarımlardan beş tanesi dergilere yayınlanmak üzere gönderilmiş, dört tanesi kabul almış diğer bir tanesinin hakem süreçleri devam etmektedir. İki yeni çalışma gönderilmek üzere dergilere hazırlanmaktadır. Ayrıca, konu ile ilgili konferanslara da katılım sağlanarak dört farklı çalışma buralarda anlatılmıştır. FSY'lerin tasarım aşamalarında karşılaşılan problemler ve çözüm önerileri aşağıda özetlenmiştir: Birden fazla durdurma bandına sahip FSY tasarımlarında, birim hücrede bulunan ve durdurma bantlarını belirleyen geometriler arasındaki girişim eniyileme aşamasını zorlaştırmakta, hatta başarısız olmasına bile yol açabilmektedir. Sorunun çözümü için tez çalışmalarında üç farklı öneri getirilmiştir. Birinci öneride girişim etkisini kontrol edebilmek için aynı parametre değerlerine sahip benzer geometriler farklı katmanlara yerleştirilmiştir. Her bir katman ayrı bir frekans bandını durdurmaktadır. Geometrilerin benzer olması özellikle farklı geliş açılarında ortaya çıkabilecek beklenmeyen sonuçların ihtimali azaltmaktadır. Girişim etkisi uzaklığın karesi ile orantılı olarak azaldığından girişim etkisini kontrol edebilmek için ikinci öneride iç içe geçmiş geometrilerden yararlanılmıştır. Kare döngü, dairesel döngü veya dört bacaklı yüklü geometriler gibi özel geometriler seçilerek iç içe geçen geometriler arasındaki mesafe sabit yapılmıştır. İç içe geçmiş geometriler arasındaki mesafe büyük tutularak girişim etkisi minimize edilmiştir. Çok bantlı FSY tasarımlarında ortaya konan üçüncü öneri geometriler üzerinde girintiler oluşturma tekniğidir. Böylece geometrilerin eşdeğer kapasite değerleri değişmeden, eşdeğer endüktans değerleri değiştirerek FSY'in rezonansı değiştirilebilmektedir. Girintiler geometriler üzerinde uygun yerlerde oluşturularak girişimin rezonans frekansı üzerine olan etkisi minimize edilmiştir. Günümüzde haberleşme teknolojilerindeki hızlı gelişmeler FSY'lerin birden fazla frekans karakteristiğine sahip olması ve amaca uygun frekans karakteristiğinin seçilebilmesi ihtiyacını doğurmaktadır. Tasarlanan yüzeylere gelen 2.45 GHz ve 5.8 GHz frekans ISM bant frekanslarındaki elektromagnetik dalgaların isteğe bağlı olarak durdurulabilmesi veya geçirilebilmesi için FSY geometrilerinin içine varaktör veya PIN diyotlar yerleştirilmiştir. Yüzeylerin anahtarlama ve kaydırma performanslarının arttırılabilmesi için de tez çalışmalarında yeni bir öneri getirilmiştir. Öneriye göre diyotlar periyodik iletken geometriler üzerinde yük yoğunluğunun maksimum olduğu konumlara yerleştirilmelidirler. Aktif FSY tasarımlarında her bir bandın iletim veya durdurma modları arasında değiştirilmesi diğer bandın frekans davranışını olumsuz olarak etkilemektedir. Karşılaşılan bu problemin çözümünde, çift bantlı pasif FSY geometrileri tasarımlarında geliştirilen ve durdurma bantlarının birbirlerine olan etkisini minimuma indirgeyen yöntemler aktif FSY tasarımlarında kullanılmıştır. Varaktör diyotların eşdeğer kapasite değerlerinin yüksek olması aktif FSY tasarımlarının durdurma bant genişlikleri oldukça arttırmaktadır. Eşdeğer kapasite değeri düşük olan varaktör diyotların fiyatları oldukça yüksek olmaktadır. Bu durum, aktif FSY maliyetlerini oldukça yüksek değerlere çekebilmektedir. Tez çalışmalarında yeni bir öneri getirilmiş ve uygun değerli endüktanslar varaktör diyotlara seri bağlanarak aktif FSY'lerin durdurma bantları oldukça daraltılmıştır.
Uzaktan algılama verilerinin yersel ölçümlerle entegrasyonu ile toprak tuzluluk haritalaması; Aşağı Seyhan Ovası, Adana, Türkiye
To properly respond to the global changes, which challenge the scientific community to make available the data for a decade or continuous data in order to monitor the changes of atmosphere, ocean, and land, the remote sensing science can be helpful. Only remote sensing from space, can provide the global, repeatable, continuous observations of processes, needed to understand the Earth system as a whole. Remote sensing data can be used in several applications such as, meteorological data collection, change detection and land cover mapping, disaster monitoring and so on. One of the important applications of remote sensing is to detect and monitor the soil salinity level in agricultural areas. Saline soils are present in many areas of the world. Moderate to severe salinity, which is more or less visible in the landscape, reduces the annual yields of most crops. In the lower Seyhan plate of Adana district in Turkey, soil salinity problem can be mentioned as one of the growing problems in the area. In this study the soil salinity detection of Seyhan plate from years, 2009 to 2010 were analyzed using remote sensing methods. Multitemporal data were acquired from LANDSAT 7-ETM+ satellite in four different dates (19-April-2009, 12-October-2009, 21-March-2010, 31-October-2010). The field electrical conductivity (EC) measuremnts, collected by Landscape Planning Department of Cukurova University during the years 2009 to 2010 were used as a ground-truth data together with the Landsat images. In the introduction part of the study, definition of remote sensing and a brief summary of the topic are given. In the second chapter, as an principles of remote sensing, the electromagnetic spectrum and radiation and electromagnetic interaction with Earth's features, spectral reflectance are explained. In the third chapter, general information about soil salinity and the role of remote sensing in soil salinity detection are provided alongside some literatures related to soil salinity detection using remote sensing. In the fourth chapter, different remote sensing satellites, which are suitable for soil salinity mapping, sensors and their characteristics, are given. In the fifth chapter, digital image is defined and main image processing steps and methods are explained. In the application chapter, the study area and the data used including satellite data and field EC measuremnts are defined. In this study, it is aimed to evaluate the soil salinity level in the study area, using the field EC measurements and remote sensing technology; and to produce the soil salinity map of Seyhan plate of Adana district. With regard to the above objectives, the following processing steps were applied. First, the map projection of all Landsat 7 ETM+ images used, were changed to European 50 in order to be compatible with the projection of field collected data. Then the radiometric correction was done in order to extract the top of atmosphere (TOA) value of each band. Different salinity and vegetation indices were applied to analyze the changes of salinity level in different soil conditions. Then in order to predict the soil salinity, the correlation between field EC measurements and remote sensing data were calculated. Correlation of EC value with DN or TOA value of each band and correlation of EC value with different indices were taken in to consideration in two regression models, the simple linear regression (SLR) and multiple linear regression (MLR). In simple linear regression, the correlation of EC value with DN or TOA of each band of satellite in sampled location was calculated, whereas in multiple regression, the correlation of EC value with DN or TOA value of all bands was computed. In the third approach, the combination of satellite bands and different vegetation and salinity indices were used as independent variables. Since the results of simple linear regression did not yield satisfactory results, the highest correlation (78.40%) was achieved using MLR method. In this correlation the all bands of satellite image dated on 21st March, 2010 and EC value was calculated. Finally the satellite data which shows the highest correlation (21st March, 2010) was chosen for producing the soil salinity map. In the final chapter, the results obtained in the application phase and the efficiency of remote sensing in soil salinity detection and mapping are discussed. Besides, some recommendations for the future research and the problems which encountered during analysis are outlined.
Yeni bir ultra geniş bandlı mikroşerit anten tasarımı
Demands for high rate and broad band communication technologies have been increased in recent years. These requirements lead organization such as FCC to define a new frequency range and standards to fulfill the needs. One of these standards today known as Ultra Wideband (UWB). The following thesis focused on this technology and tried to present a practical design of antenna supporting UWB systems. UWB technology is clearly presented in the second chapter and explains different approaches used to cover its requirements. The technology itself, without its implementation would be meaningless; therefore, methods of implementation and main applications of this technology will be described briefly. Methods of implementing UWB technology on microstrip substrate antenna disscussed in chapter three. A short introduction about the history of antennas will be good start for this chapter. The key to understand an antenna and its functioning is electromagnetic radiation. Despite prevalent believes, there is no need to be specialist in integro-differential equations to understand electromagnetic radiation. In order to grasp the concepts of electromagnetic radiation, one only needs to understand the electricity and magnetism. Researches in these fields, goes back to nearly two thousand years. Great scientists worked in these fields to deliver the great results to James Clerk Maxwell, who is the most known person in electromagnetic fields for what are currently called the Maxwell equations. In this chapter, it's tried to cover all the materials might be required for design procedure. Different feeding techniques that are used in microstrip antennas are also described. Last part of chapter three presents different techniques for widening the bandwidth. In chapter 4, a new heptagon shape microstrip antenna is presented. The antenna is fed using probe feeding technique with uniform ground plane. Proper slots have been employed to enhance the bandwidth. The antenna is designed and fabricated on the substrate of FR4 which will decreases the cost of fabrication as an important factor in industry. All the simulations have been done using HFSS software.
Arazi örtüsü/kullanımının Landsat 5 TM verileri ve indisler yardımıyla analizi
Land cover and land use of earth has significantly been changed by natural and non-natural reasons throughout time and the amount of this change, which has increased by the passing years, were determined by various studies. The areas most affected by this change are countries and the metropolitan cities, which are under pressures due to an unprecedented increase in population growth and developments as the result of urbanization and industrialization. There are several studies about the change of land cover in big cities through the years and different methodologies for detecting these change were performed. Istanbul is among the cities that have undergone a large amount of land cover changes because of various factors specifically urbanization and population growth. Urbanization phenomena with all its advantages for people, causes the large portion of land cover and land use change in big cities such as in Istanbul. Besides the urbanization, there are so many other factors, which should be considered and controlled carefully. Vegetation reduction in the areas, which occurred due to the development of city and new constructions, is one of the consequences of the global land surface change in highly urbanized countries and cities. Remotely sensed images and especially Landsat images with their long-term archive are the main sources in analyzing the changes happening both in the urban areas and vegetation covers. Classification of Landsat images are the mostly used and simple methodology for detecting the changes and checking the amounts of increase and decrease in the urban and vegetation classes. Vegetation indices are commonly applied intermediates for emphasizing the specific feature on the land cover such as vegetation, urban areas and soil environment. In this study, temporal changes occurred in the vegetation cover and built-up areas in mega city of Istanbul were determined by using the potential of the remotely sensed data and utilizing Normalized Difference Vegetation Index (NDVI), Soil Adjusted Vegetation Index (SAVI) and Built-up area Index (BU). Benefiting by pre-determined changed areas, in 150 changed areas (points) the relation between indices values were analyzed. Landsat 5 TM data images of Istanbul in June of 1984, 2002, 2007, 2009 and 2011 were used in this study. Land cover/use changes through the entire metropolitan area were determined. According to analysis in the built –up area between 1984 and 2011, the vegetation cover of the completed infrastructural residential areas increased considerably in last two years, 2009 and 2011, compared to 2007. This can be because of the reorganization of the vegetation cover with built-up areas. As the result of study, it can be asserted that indices generated by utilizing the multispectral feature of Landsat 5TM, which has the long-term archive of satellite images, can be used for determining the land cover/use changes. In addition, it is shown that various analyses can be done by exploring the relation between indices.
Spot 6 uydu görüntüleri üzerinde uzaktan algılama sınıflandırma yöntemleriyle orman arazisinde azalma tespiti
İstanbul Boğazı'nda yapılan 3. Boğaz Köprüsü projesi ile İstanbul Kuzey Ormanları'nda ortaya çıkan küçülme, bölgenin en güncel ve ciddiyet kazanmış coğrafi sorunları arasında belki de başı çekmektedir. Bölgedeki ağaç sayısındaki azalmanın coğrafi temellere dayanarak tespiti, birçok beşeri bilim dalında yapılacak çalışmalara bilimsel kaynak sağlamakla birlikte, haberleşme ve görüntü işleme alanlarında da geliştirilmeye açık bir uygulama problemi olarak karşımıza çıkmaktadır. Bu yüksek lisans tez çalışması, literatürde bulunan birçok görüntü sınıflandırma ve nesne tanıma yöntemlerinin incelenmesi, pan-keskinleştirilmiş orto rektifiye optik uydu görüntüleri uygulanması ve karşılaştırılmasına dayanmaktadır. Fransız Ulusal Uzay Araştırmaları Ajansı (CNES) 'na ait olan SPOT 6 uydu görüntüleri, bahsi geçen güncel problemde kullanılmak üzere yüksek derecede elverişli verilere sahiptir. Bu nedenle çalışmada,orman/ağaç tanıma yöntemleri SPOT 6 uydusu 1,5 metre mekânsal çözünürlüklü pan-keskinleştirilmiş görüntüler üzerinde uygulanmış ve başarımları karşılaştırılmıştır. Üzerinde çalışılan görüntüler, İstanbul Teknik Üniversitesi Uydu Haberleşmesi ve Uzaktan Algılama Uygulama Araştırma Merkezi'nden temin edilmiştir. SPOT 6 uydusundan ham olarak, pan-kromatik ve multispektral olarak elde edilen görüntüler, bu merkezde pan-keskinleştirme yöntemleriyle birleştirilmiş ve farklı tarihli uydu görüntüleri eş koordinatlara oturtularak (orto retrifikasyon) çalışmaya elveşirli hale getirilmiştir. Bu çalışmadaki görüntü sınıflandırma yöntemleri, piksellerin bant değerlerinin dik kesişimlerinin oluşturduğu geometrik bir temel üzerinde gerçekleştirilmektedir. Farklı bantlardaki tüm olası renk değerlerinin oluşturduğu çok boyutlu uzayda, her bir piksel spektral özelliklerine göre oluşan gruplardan birine yerleşir. Sınıflandırma, eğitimsiz ve eğitimli sınıflandırma olarak ikiye ayrılır. Aralarındaki fark; sınıflandırma sisteminin arazi bilgisine daha önceden sahip olup olmamasına bağlıdır. Eğitimsiz sınıflandırma yöntemleri olarak çalışmada, K-ortalamalar algoritması ve ISODATA yöntemleri, eğitimli sınıflandırma yöntemleri olarak da istatistiksel sınıflandırma yöntemleri olan Paralelyüzlü Sınıflandırma Yöntemi, En Yakın Komşuluk ve En Yüksek Olasılık yöntemleri incelenmiş ve uygulanmıştır. Uygulanan sınıflandırma yöntemlerinin yüzde skalasındaki sonuçları, aynı coğrafyada öncül bir çalışma yapılmadığı için elle yapılmış olan sınıflandırma bilgileriyle karşılaştırılmıştır. Elle sınıflandırma, bilgisayar ortamında Adobe Photoshop ve MATLAB programları üzerinde gerçekleştirilmiştir ve İstanbul Kuzey Ormanları'ndaki küçülmenin literatüre girebilecek tek göstergesidir. Karşılaştırmada, sınıflandırma algoritmaları, kendileriyle aynı matematiksel temellere dayanan, En Küçük Kareler Yaklaşımı, Q Görüntü Kalite İndisi ve Korelasyon Katsayısı yöntemleri ile karşılaştırılmıştır. Karşılaştırma sonuçlarına göre algoritmaların bir kısmının, ilgili bölümde de görülebileceği gibi, elle sınıflandırmaya yeterince yakın sonuçlar verdiği söylenebilir. Bu sonuçların ışığında, aynı coğrafyanın daha ileri sınıflandırma yöntemleriyle de karşılaştırılması amaçlanmış ve ileriye dönük çalışmalar arasında planlanmıştır.
Seyrek gösterilimler ile pankromatik ve çoklu spektral uydu görüntülerinin füzyonu
Görüntü füzyonu, iki veya daha çok görüntünün, birbirlerinin eksikliklerini tamamlayarak görsel açıdan daha iyi tek bir görüntü elde etme işlemidir. Bu işlemin uzaktan algılama uygulamalarında pankromatik ve çoklu spektral görüntülerin birleştirilmesi şeklinde kullanılması "pankeskinleştirme" adı ile bilinmektedir. Uzaktan algılama uyduları yüksek uzamsal çözünürlüğe sahip pankromatik görüntüler sağlarken düşük uzamsal çözünürlüğe sahip çoklu spektral görüntüler sağlamaktadırlar. Algılayıcılardaki kısıtlar, sınırlı depolama kapasitesi ve veri iletim hızları sebebiyle birçok uyduda yüksek uzamsal çözünürlüğe sahip çoklu spektral görüntü elde edilmesini zorlaştırmaktadır. Bu görüntülerin ayrı ayrı toplanmasını gerektirmektedir. Ancak görüntü füzyonu teknikleriyle bu kısıtların üstesinden gelinmektedir. Füzyon yöntemleri üzerinde uzun yıllar yapılan çalışmalar neticesinde, birçok yöntem geliştirilmiş ve bunların avantajları ve dezavantajları ortaya konmuştur. Bunlar arasında à trous dalgacık dönüşümü tabanlı yöntemlerin hem spektral bilgi hem de konumsal bilgi açısından en iyi neticeler verdiği bilinmektedir. Klasik yöntemlerin yanında seyrek gösterilim kavramının görüntü füzyonuna uygulanması bu alana farklı bir boyut kazandırmış ve literatürde yerini almıştır. Seyrek gösterilim kısaca, bir sinyalin veya görüntünün sözlük denilen temel işaretler kümesi kullanılarak az sayıda katsayı ile ifade edilmesidir. Kullanılan sözlükler bir takım fonksiyonlar ile oluşturulabileceği gibi görüntünün ya da işaretin kendisinden rastgele alınan örneklerle de oluşturulabilir. Ayrıca sözlükler, eğitilerek de oluşturulabilirler. Seyreklik yaklaşım ayrıca gürültü giderme, özellik çıkarma, görüntü ayrıştırma, görüntü iç boyama gibi birçok farklı alanda da başarılı bir şekilde uygulanmaktadır. Bu çalışmada renk dönüşümü tabanlı GIHS; à trous dalgacık dönüşümü tabanlı ATWT, AWLP ve ATWT-CBD yöntemi; à trous dalgacık dönüşümü ve seyreklik yaklaşımının birleşimi olan SRDIP ve önerilen yöntem karşılaştırılmıştır. Önerilen yöntem kısaca, dalgacık dönüşümü ile elde edilen detay bilgilerinin seyrek biçimlerinin AWLP yöntemindeki gibi çoklu spektral görüntüye enjekte edilmesine dayanır. Ancak çoklu spektral görüntüye enjekte edilecek detay bilgilerinin gereğinden fazla olduğu, bunların yalnızca bir kısmının eklenmesi gerektiği düşülmektedir. Bu yüzden, önerilen yöntem, seyreklik gösterilim yardımıyla, detay bilgilerinin hangi oranda eklenmesi gerektiği sorusunu cevaplamayı hedeflemektedir. Bahsedilen yöntemlerin ve önerilen yöntemin başarımları görsel ve nicel olarak olarak karşılaştırılmıştır. Keskinlik, bulanıklık ve uzamsal bilgide kayıplar görsel değerlendirmeyi etkileyen başlıca unsurlardır. Nicel değerlendirme sentetik ve gerçek olmak üzere iki açıdan gerçekleştirilmektedir. Her iki değerlendirme biçiminin de kendine özgü ölçütleri olup, sentetik için CC, Q4, ERGAS, RASE, SAM, SERGAS; gerçek testler için QNR, spektral bozulma ve uzamsal bozulma ölçütleri kullanılmaktadır. GIHS yöntemi görsel ve nicel değerlendirme açısından incelenen tüm yöntemlerden daha kötü sonuç vermiştir. ATWT-CBD yöntemi sepektral ölçütleri iyleştirse de bilgi kayıplarına sebep olmaktadır. Seyrekliğe dayalı önerilen yöntem görsel açıdan AWLP'ye yakın olmakla birlikte ERGAS, RASE ve QNR ölçütleri açısından AWLP ve ATWT yöntemini iyileştirmekle beraber bu yöntmelerdeki yapaylıkları azaltmaktadır. Önerilen yöntem, SRDIP yöntemine gerçek testlerde üstün gelmesine rağmen, SRDIP yöntemi sentetik testlerde diğer yöntemlere üstünlük sağlamıştır. Pankeskinleştirme yöntmelerini görsel ve nicel değerlendirmenin yanında füzyon işlem süresi açısından da değerlendirmek gerekmektedir. GIHS, ATWT ve AWLP yöntemi füzyon işlemini 1 saniyenin altında tamamlarken ATWT-CBD yaklaşık 35 saniye sürmektedir. SRDIP yöntemi, sözlük eğitimi aşamalı önerilen yönteme göre biraz daha yavaştır. Önerilen yöntemde eğitim aşaması uygulanmadığı durumda ise SRDIP yönteminden yaklaşık altı kat daha hızlı olmasıyla üstünlük sağlamaktadır.
Engebeli yüzey altına gömülü dielektrik cisimlerin üç boyutlu skaler durumda görüntülenmesi
Imaging of dielectric objects embedded in a layer, or beneath a rough surface is a popular subject of interest among remote sensing problems, and there are many studies that use microwaves for this purpose. In most of these studies, a rough surface separates two infinite half-spaces, and the object of interest lies in the inaccessible half-space. The area in which the object is presumed to be located is illuminated by transmitting antennas that are located in the accessible half-space, and the scattered field, which is the result of the interaction between the incident field and the irregularities in the medium, such as the unknown object and the layer it lies within, is measured by receiving antennas. The measured data is then used to obtain the unknown geometrical and material properties of the object. In the literature, the majority of the studies deal with layered media with planar interfaces, and 2D cases. Moreover, most of the studies on 3D cases dwell on only detection of dielectric objects, and very few deal with the imaging of dielectrics buried under a rough surface despite the importance of the problem from both theoretical and practical points of view. Nevertheless, none of these studies apply one of the well accepted nonlinear inversion techniques to a highly complicated case such as 3D case of imaging objects buried under a considerably rough surface, which is investigated here. In this thesis, a nonlinear tomographic approach for a 3D scalar case of microwave imaging of dielectric objects buried under a rough surface is presented. First, the imaging problem is reduced to a system of two integral equations, which requires the Green's function of the background medium, including both the two half-spaces, and the rough surface. Therefore, the Green's function of the background is obtained numerically by using Buried Object Approach (BOA), which involves obtaining the Green's function of the two half-spaces with a planar interface, and then treating the roughness as a series of objects embedded in both half-spaces alternately. Then, the system of integral equations is solved for the contrast function via Contrast Source Inversion (CSI) method, which is one of the most successful nonlinear inversion techniques when the Green's function of the background is known. The efficiency of the method is tested numerically, and successful results are achieved for different frequencies, permittivity and conductivity values of both the medium and the object, different heights of the roughness, different size and depth of the object, and for cases of multiple objects.
C-bandı uygulamaları için anten performasını geliştiren dairesel polarizasyonlu dizi anten tasarımı
The C band is a name given to certain portions of the electromagnetic spectrum, including wavelengths of microwaves that are used for long-distance radio telecommunications. The IEEE C-band (4 to 8 GHz) and its slight variations contain frequency ranges that are used for many satellite communications transmissions, some Wi-Fi devices, some cordless telephones, and some weather radar systems. For satellite communications, the microwave frequencies of the C-band perform better under adverse weather conditions in comparison with the Ku band (11.2 GHz to 14.5 GHz) microwave frequencies used by other communication satellites. The increasing demands for more capacity and higher data rate in wireless systems have led to the development of broadband CP antennas. During recent decades, a variety of broadband CP antennas have been proposed for applications in mobile satellite communications, WLAN, DBS, RFID, GNSS, space communications and wireless power transmission systems. The CP antenna is very effective in combating multi-path interferences or fading . The reflected radio signal from the ground or other objects will result in a reversal of polarization, that is, right-hand circular polarization (RHCP) reflections show left-hand circular polarization (LHCP). A RHCP antenna will have a rejection of a reflected signal which is LHCP, thus reducing the multi-path interferences from the reflected signals. The second advantage is that CP antenna is able to reduce the 'Faraday rotation' effect due to the ionosphere. The Faraday rotation effect causes a significant signal loss (about 3 dB or more) if linearly polarized signals are employed. The CP antenna is immune to this problem, thus the CP antenna is widely used for space telemetry applications of satellites, space probes and ballistic missiles to transmit or receive signals that have undergone Faraday rotation by travelling through the ionosphere. Another advantage of using CP antennas is that no strict orientation between transmitting and receiving antennas is required. This is different from linearly polarized antennas which are subject to polarization mismatch losses if arbitrary polarization misalignment occurs between transmitting and receiving antennas. This is useful for mobile satellite communications where it is difficult to maintain a constant antenna orientation. With CP, the strength of the received signals is fairly constant regardless of the antenna orientation. These advantages make CP antennas very attractive for many wireless systems. For a circularly polarized microstrip antenna, both axial ratio and impedance bandwidths need considerations. Use the array antenna is a recognized methods to increase axial ratio bandwidth and gain of circularly polarized antenna. for better result in increase the impedance bandwidth and decrease the array mutual coupling prepare feed network have to design too. In this thesis, with attention to advantage of CP antenna and C-band application as mentioned above, will be tried to generate a CP array antenna by broadband feed network and antenna element. In order to achieve mentioned CP array antenna, three aspects will be considered. In first step (aspect 1), will be focused on feed network. For this purpose, will be employed broadband microwave components such as broadband power divider, broadband hybrid coupler and broadband phase shifter instead of equal narrowband component that hitherto, have been utilized. Use of broadband CP antenna element with high gain will be the second priority. To achieve broadband CP element, use of slot antenna and in order to attain high gain element, use of cavity back structure are recommended. In this case, the single element must be changed polarization diversity because the feed network will be able to change polarization diversity and for this purpose, polarization of element and feed network should be coordinated. In third step (aspect 3), method of location element in array such as distance between element, mutual coupling between them and feed network will be significant. Also, communicate between feeding in array feed network and antenna elements, in order to impedance matching and power transfer, have important role. Thus, In order to achieve the above mentioned goals antennas were created as follows:a 3 dB axial-ratio of the CPSSA extends to approximately 2 GHz. The CPSSA was designed to operate over the frequency range between 3 and 11.1 GHz corresponding to an impedance bandwidth of 115% for VSWR<2. Acceptable agreement between the simulation and measured results validates the proposed design (section 2.1). And then a compact size of 20×20 mm2 CPSSA in section 2.2 is reported. The measured impedance bandwidth is as large as 11050 MHz (2950–14000 MHz) or about 130.38% with respect to the center frequency. The measured 3-dB AR is 3373 MHz (35.7%) from 3729 to 7102 MHz and the average measured gain of CPSSA is almost 3.5 dBi in the operating band.In oder to attain array antenna by broadband CP antenna elements in section 2.3 and 2.4 two type of antenna with novel methodes in designing feed network are reported. In first case a array antenna which feed by sequentially rotated feed network is mentioned. the 3 dB axial-ratio bandwidth of the this array antenna extends to approximately 1.3 GHz and was designed to operate over the frequency range between 4.5 and 6.4 GHz corresponding to an impedance bandwidth of 34.86% for VSWR<2 (section 2.3). in section 2.4 by modified feed network and array elements the characteristics of array was improved. The reported array consists of 2×2 CPSSA elements and is fed by a novel feeding network consisting of the circuit strip-line couplers and delay lines. The feeding technique is applied to the 2×2 antenna array to increasing the axial ratio (AR) bandwidth. The measured impedance bandwidth for VSWR < 2 is around 78.5% (3.4 – 7.8 GHz) and 3dB axial-ratio bandwidth is about 35.7% (4.6–6.6 GHz) and average 14.2 dBic gain over the 3 dB ARBW. In final, in order to investigate of broadband feeding network and elements on array antenna, two type of array with capable to change polarization and pattern diversity are reported (sections 2.5-2.7). for example in sectin 2.5, a array antenna by changing to polarization diversity by broadband vivaldi antenna is reported and in section 2.6, a beam steering array antenna composed of a broadband circularly polarized square slot antenna and a novel Butler matrix feed network designed with a broadband branch line coupler is introduced. The Results show that a compact and its improvements are discussed. In this work a broadband double box coupler with impedance bandwidth over 5 - 7.4 GHz frequency and the phase error less than 3 degree is employed. Also the measured impedance bandwidth of the proposed beam steering array antenna is 39% (from 4.7GHz to 7 GHz). The minimum 3dB axial ratio (AR) bandwidth between ports, support 4.55 - 6.7 GHz frequency range. The measured peak gain of proposed array antenna is 10.1 dBic that could scan solid angle approximately 25 steradian.
Çoklu spektral ve pankromatik uydu görüntülerinin füzyonu için negatif olmayan matris ayrıştırma (NOMA) tabanlı yeni bir yöntem
Görüntü füzyonu, tek ve yüksek çözünürlüklü görüntü elde etmek için iki veya daha fazla görüntünün eksikliklerini gidererek bir araya getirilmesi işlemidir. Uzaktan algılama çalışmalarında çoklu spektral ve pankromatik görüntülerin bir araya getirilmesinde bu sürecin kullanılması, literatürde pankeskinleştirme olarak isimlendirilir. Uydu görüntülerinde, daha düşük uzamsal çözünürlüklü çoklu spektral görüntüler daha yüksek uzamsal çözünürlüklü pankromatik görüntülerle birleştirilir. Bu işlemin yapılmasının sebebi pankromatik ve çok bandlı görüntülerin farklı özelliklere sahip olmasıdır. Multispektral görüntü yüksek spektral çözünürlüğe sahip iken, nispeten düşük uzamsal çözünürlüğe sahiptir. Ancak pankromatik görüntünün tam tersine uzamsal çözünürlüğü çok iyi olsa da, spektral çözünürlüğü yeterince iyi değildir. Yüksek uzamsal çözünürlüğe sahip olmak, görüntünün daha net ve daha detaylı bir görünümüne sahip olduğu anlamına gelir, daha yüksek spektral çözünürlük algılanan dalga boyunun küçük olması, yani farklı renk bandlarına sahip olması anlamına gelir. Tek bandlı pankromatik görüntünün ayrıntıları ön planda iken, çok bandlı görüntüde, görüntünün renk özelliği ön plandadır. Uydu görüntülerinden istenilen çözünürlükte multispektral görüntüler alınamaması sebebiyle, görüntü füzyonu teknikleri giderek daha çok önem kazanmıştır. Önerilen yöntemlerin görüntülerde iyileştirme sağlarken, belli başlı avantaj ve dezavantajları da bulunmaktadır. Bazı yöntemler görüntüleri uzamsal ölçekte iyileştirirken, bazı yöntemler de spektral ölçekte ciddi iyileşme sağlamaktadır. İncelenecek bölgenin özelliklerine göre farklı görüntü füzyonu tekniklerinden yararlanılarak, detaylı analizlerin yapılması sağlanabilir. Görüntü füzyonu, multispektral görüntünün yüksek spektral kalitesini koruyarak daha yüksek uzamsal çözünürlüğe sahip tek bir MS görüntü elde etmenin bir yoludur. Multispektral ve pankromatik görüntülerin füzyonu için yaygın olarak kullanılan yöntemlerden bazıları IHS (Yoğunluk Ton Doygunluk) dönüşüm temelli yöntem ve Temel Bileşen Analizi (PCA) tabanlı yöntemleridir. Bu çalışmada ilk olarak renk dönüşümü temelli GIHS yöntemi incelenmiştir. Sonrasında wavelet dönüşümü tabanlı A trous Wavelet Transform, Additive Wavelet Luminance Proportional ve A Trous Wavelet Based Context Based Decision yöntemleri incelenmiştir. Son olarak da negatif olmayan matrisler üzerinden önerilen yöntem olan NOMA yöntemi üzerine çalışılmıştır ve önerilen yöntem ile diğer yöntemlerin karşılaştırılması yapılmıştır. Önerilen yöntemden kısaca bahsetmek gerekirse; ATWT-NOMA yöntemi eğitim, test ve füzyon aşaması olmak üzere üç aşamadan oluşmaktadır. Eğitim aşamasında pankromatik görüntüden ATWT yöntemi ile alçak ve yüksek frekans detayların öğrenilerek, bu detaylardan NOMA yöntemi yardımıyla sözlük öğrenmenin gerçekleştirilmesidir. Test aşamasında, elde edilen sözlük bilgisi kullanılarak, PAN görüntünün NOMA yöntemi ile temel matris ve katsayılar matris çarpanlarına ayrıştırılmasını sırasında sözlük bilgisinin bir sabit olarak verilmesini amaçlar ve böylelikle sadece katsayılar matrisinin güncellenmesi sağlanır. Füzyon aşamasında ise katsayılar matrisi ile sözlük matrisinin çarpımından elde edilen yüksek frekans bilgisi multispektral görüntüye eklenerek füzyon işlemini tamamlamaktır. Önerilen yöntem ATWT yöntemi ile elde edilen alçak ve yüksek frekans detayların, NOMA yöntemi ile iyileştirilerek multispektral görüntüye eklenmesi prensibi üzerinedir. Bahsi geçen ve önerilen yöntem ile elde edilen sonuçların ne kadar başarılı olduğunu anlamak için görsel ve sayısal olarak karşılaştırılması gerekir. Bu işlem de gerçek ve sentetik boyutta olmak üzere iki aşamadan oluşmaktadır. Sentetik boyutta yapılacak değerlendirme için kullanılacak ölçütler CC, Q4, ERGAS, RASE, SAM ve SERGAS' dır. Gerçek boyutta yapılacak değerlendirme için QNR' dır. Bu ölçütler kıyaslama yapılması sırasında spektral ve uzamsal açıdan nicel sonuçlar sağlayacaklardır. Elde edilen sonuçları değerlendirdiğimizde GIHS yöntemi uzamsal açından iyi sonuçlar sağlasa da, spektral açıdan elde edilen sonuçlar en kötü sonuçlardır. ATWT-CBD yöntemi spektral ölçüt değerleri açısından iyi sonuçlara sahip olsa da görüntülerde uzamsal açıdan veri kayıplarına sebep olmaktadır. Önerilen yöntem, görsel açıdan değerlendirildiğinde AWLP yöntemine yakın olmakla birlikte, sayısal değerler aççısından ATWT ve AWLP yöntemlerine üstün gelmiş, görüntülerdeki yapaylıkları azaltmıştır. Diğer yöntemlere göre değerlendirildiğinde hem spektral hem de uzamsal açıdan iyi bir denge noktasında yer almaktadır. Gerçekleştirilen füzyon yöntemlerini süreleri de uygulamanın kullanımı açısından önem arz etmektedir. GIHS, ATWT, AWLP yöntemlerinde füzyon işlemleri bir saniyenin altında tamamlanmaktadır. ATWT-CBD yönteminde bu süre yaklaşık kırk beş saniyedir. Yeni önerilen yöntem uygulanan füzyon yönteminin karmaşıklığı ve ATWT, NOMA yöntemlerinin füzyonu olması sebebiyle yaklaşık doksan saniye sürmektedir. Bu sürenin büyük bir kısmı test ve füzyon aşamasında kullanılmaktadır. Eğitim aşaması iki saniyeden kısa bir sürede tamamlanmaktadır.