Nieselektywne powierzchnie referencyjne w teledetekcji hiperspektralnej w zakresie dalekiej podczerwieni

pol Artykuł w języku polskim DOI: 10.14313/PAR_252/107

wyślij Andrzej Ligienza , Mariusz Kastek , Tomasz Sosnowski , Krzysztof Firmanty Wojskowa Akademia Techniczna, Instytut Optoelektroniki, ul. gen. Sylwestra Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa

Pobierz Artykuł

Streszczenie

W niniejszym artykule skoncentrowano się na konstrukcji powierzchni referencyjnych o pożądanej charakterystyce promieniowania zbliżonej do ciała szarego. Używając drewnianej sklejki o chropowatej powierzchni oraz pokryć o różnych wartościach emisyjności, wykonane zostały powierzchnie o nieselektywnych właściwościach spektralnych. Potwierdzona została zgodność wyników pomiarów laboratoryjnych spektrometrem odbiciowym z danymi uzyskanymi za pomocą kamery hiperspektralnej. Przy użyciu kilku powierzchni referencyjnych o dokładnie znanych charakterystykach emisyjnych, możliwe będzie precyzyjne wyznaczanie składników promieniowania z otoczenia mierzonej sceny. Chociaż technologia tych powierzchni wymaga jeszcze udoskonalenia, ich użyteczność w pomiarach teledetekcyjnych jest niezaprzeczalna. Dodatkowo różnice w reakcji na promieniowanie słoneczne między różnymi powierzchniami referencyjnymi stanowią istotną informację, która może być wykorzystana w teledetekcji i identyfikacji materiałów. Uwzględnienie dynamiki nagrzewania się powierzchni badanych obiektów jest kluczowe w modelowaniu pomiarowym.

Słowa kluczowe

ciało szare, emisyjność, identyfikacja materiałów, kamera hiperspektralna, LWIR, nieselektywne właściwości spektralne, pomiar teledetekcyjny, powierzchnie referencyjne

Non-selective Reference Surfaces for Hyperspectral Remote Sensing in the Long-Wave Infrared Range

Abstract

This article focuses on the construction of reference surfaces with the desired spectral characteristics similar to a gray body. Using wooden plywood with a rough surface and coatings of various emissivity values, surfaces with non-selective spectral properties were created. The consistency of laboratory measurement results using a reflectance spectrometer with data obtained from a hyperspectral camera was confirmed. By utilizing multiple reference surfaces with precisely known emissivity characteristics, it will be possible to accurately determine the radiation components of the measured scene’s surroundings. Although the technology of these surfaces still requires improvement, their usefulness in remote sensing measurements is undeniable. Additionally, differences in response to solar radiation between various reference surfaces provide significant information that can be used in remote sensing and material identification. Incorporating the heating dynamics of the studied objects’ surfaces is crucial for accurate measurement modeling.

Keywords

emissivity, gray body, hyperspectral camera, LWIR, material identification, non-selective spectral properties, reference surfaces, remote sensing measurement

Bibliografia

  1. Roundy J.K., Santanello J.A., Utility of Satellite Remote Sensing for Land–Atmosphere Coupling and Drought Metrics, “Journal of Hydrometeorology”, Vol. 18, No. 3, 2017, 863–877, DOI: 10.1175/JHM-D-16-0171.1.
  2. Howell J., Menguc M., Siegel R., Thermal Radiation Heat Transfer. CRC Press, 2016.
  3. Ligienza A., Bieszczad G., Sosnowski T., Bartosewicz B., Firmanty K., Nowatorskie pokrycia powierzchni ciał czarnych dla zakresu dalekiej podczerwieni, „Pomiary Automatyka Robotyka”, Vol. 25, No. 4, 2021, 77–82, DOI: 10.14313/PAR_242/77.
  4. Ligienza A., Sosnowski T., Bieszczad G., Bareła J., Optoelectronic sensor system for recognition of objects and incidents, Radioelectronic Systems Conference, Vol. 11442, SPIE, 2020, DOI: 10.1117/12.2565165.
  5. Driggers R., Friedman M., Nichols J., Introduction to Infrared and Electro-Optical Systems. Artech House, 2012.
  6. Planck M., The theory of heat radiation, “Entropie”, Vol. 144, No. 190, 1900.
  7. Kirchhoff G., Über den Zusammenhang zwischen Emission und Absorption von Licht und Wärme, Monatsberichte der Akademie der Wissenschaften zu Berlin, 1859, 783–787.
  8. Więcek B., Pacholski K., Olbrycht R., Strąkowski R., Kałuża M., Borecki M., Wittchen W., Termografia i spektrometria w podczerwieni. Zastosowania przemysłowe. Wydawnictwo Naukowe PWN, 2017.
  9. Polakowski H., Madura H., Firmanty K., Bareła J., Kamera termowizyjna w pomiarach emisyjności powierzchni metali, „Pomiary, Automatyka, Komputery w Gospodarce i Ochronie Środowiska”, Vol. 2, No. 5, 2008, 21–23.