1 Obrazová spektrometrie vytváření hyperspektrálních snímků a příklady jejich využití Obrazová spektrometrie Obrazová spektrometrie rozšiřuje tzv. multispektrální přístup na přístup hyperspektrální Řada specifických rysů spektrálního chování objektů je na běžně používaných multispektrálních snímcích „shlazena“ hrubým spektrálním rozlišením obrazových záznamů (snímky jsou pořizovány v širokém intervalu vlnových délek) Princip hyperspektrálního snímání Princip zobrazujícího spektrometru Spektrální kostka Přednosti dat obrazové spektrometrie • Vytváření velkého množství (stovek) obrazových záznamů daného území ve velmi úzkých, na sebe navazujících intervalech spektra v oblasti viditelného, blízkého a středního infračerveného elektromagnetického záření • Možnost snáze identifikovat objekty a jevy na snímcích • Možnosti získat kvantifikovatelná měření odrazových vlastností objektů • Problém velkého objemu dat • Nutnost korekce vlivů atmosféry a vlivů terénu (osvětlení) před vlastním zpracováním a analýzou snímků 2 Příklady konkrétních systémů - letadla AIS (Airborne Imaging Spectrometer) AVIRIS (Airborne Visible - Infrared Imaging Spectrometer). CASI (Compact Airborne Spectrographic Imager). 0,4 - 0,9228CASI 81,2 - 2,4128AIS 200,4 - 2,45224AVIRIS Velikost pixelu [m] Interval vlnových délek [µµµµm] Počet snímků Systém AISA Eagle – Centrum pro výzkum globální změny (CzechGlobe), spektrální rozsah 400-1000 nm, max. spektrální rozlišení 2.4 nm, prostorové rozlišení od 0.4 m do 6.0 m. Poskytuje 65-260 snímků Příklady konkrétních systémů - družice Družice EO-1 (NASA), skener HYPERION – hyperspektrální skener s 242 pásmy v rozsahu 0,4 - 2,5 µm s rozlišením 30 metrů a velikostí scény 7,7 x 42 resp. 185 km, časové rozlišení 16 dní Fuji (Jap), Palo Alto (Cal) Příklady využití • Geologické mapování – rozpoznávání jednotlivých minerálů a hornin • Vegetační mapování - rozpoznávání jednotlivých druhů zemědělských plodin a jejich stavu • Mapování výskytu znečišťujících látek • Mapování v pobřežních zónách Spektrální knihovny http://speclab.cr.usgs.gov/spectral.lib04/spectral-lib04.html. http://speclib.jpl.nasa.gov • Uchovávají laboratorně zjištěná spektra odrazivosti stovek nejběžnějších materiálů a druhů povrchů • Obsahují údaje o absolutních hodnotách odrazivosti, lze jich využívat obecně jako určitých „vzorových“ spekter • Mají význam interpretačních klíčů. Druhy minerálů - příklady spektrální odrazivosti Druhy vegetace - příklady spektrální odrazivosti 3 Spektrální knihovny a automatické rozpoznávání objektů Příklady záznamů ze spektrální knihovny pro pět vybraných materiálů. Na ose X jsou vlnové délky, na ose Y normalizované hodnoty odrazivosti (R). (1 - smrkové jehličí, 2 - suchý travnatý povrch, 3 - listy vlašského ořechu, 4 - listy javoru, 5 - kaolinit) Rozpoznávání jednotlivých minerálů a hornin Vegetační mapování • Mapování druhů rostlin a jejich stavu pomocí multispektrálních snímků je založeno na porovnávání relativně malé odrazivosti ve viditelné části spektra a vysoké odrazivosti v blízké infračervené části spektra – viz. vegetační indexy. • S využitím hyperspektrálních dat lze přesněji identifikovat vlnovou délku tohoto nárůstu odrazivosti označovanou jako „red edge“. Její hodnota vypovídá o řadě vlastností vegetačního krytu. Mapování obsahu chlorofylu z hyperspektrálních snímků na ploše jednotlivých polí Cílené zemědělství Precision farming Mapování environmetálního znečištění - WTC