ΙΡΙΣ εύρεση υποθαλάσσιων και παράκτιων πηγών γλυκού νερού
Από RemoteSensing Wiki
ΙΡΙΣ. Ανάπτυξη αερομεταφερόμενου συστήματος τηλεπισκοπικών υπερφασματικών δεκτών για την εύρεση υποθαλάσσιων και παράκτιων πηγών γλυκού νερού
Συγγραφείς: Κολοκούσης Π. , Καραθανάση Β. , Αργιαλάς Δ. , Ρόκος Δ.
Εργαστήριο Τηλεπισκόπησης Ε.Μ.Π.
Ελληνικό Εναέριο Σύστημα Λήψης Υπερφασματικών Απεικονίσεων
ΣΚΟΠΟΣ
Σκοπός της εργαασίας είναι η ανάπτυξη ενός επιχειρησιακού αερομεταφερόμενου υπερφασματικού συστήματος που λειτουργεί στο ορατό, εγγύς υπέρυθρο (VIS/NIR) και θερμικό (TIR) υπέρυθρο τμήμα του φάσματος της ηλιακής ακτινοβολίας. Η πρώτη ερευνητική εφαρμογή πραγματοποιήθηκε για την ανίχνευση υποθαλάσσιων και παράκτιων πηγών γλυκού νερού με ανάλυση και επεξεργασία υπερφασματικών δεδομένων σε περιοχές ενδεικνυόμενες από σχετικές υδρογεωλογικές μελέτες.
ΥΠΕΡΦΑΣΜΑΤΙΚΗ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗ
Το πλήθος των σχετικών εφαρμογών οδήγησε στο σχεδιασμό και ανάπτυξη διαφορετικών Αερομεταφερόμενων υπερφασματικών συστημάτων (0.43-0.86μm, 0.86-2.5μm, 8-12μm κλπ). Οι αερομεταφερόμενοι υπερφασματικοί δέκτες έχουν έντονη ανάπτυξη την τελευταία δεκαετία μιας και υπερβαίνουν περιορισμούς παλαιότερων τεχνολογιών.
Πεδίο Εφαρμογής: Γεωργία, Δασολογία, Γεωλογία/Υδατικοί πόροι (Ποτάμια, λίμνες, υπόγεια και παράκτια νερά, χιονοκάλυψη), Εδαφολογία, Περιβάλλον, Χωροταξικός σχεδιασμός, Ανίχνευση παράνομων δράσεων, Ανίχνευση πηγών πετρελαίου.
ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΤΟΥ ΥΠΕΡΦΑΣΜΑΤΙΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ
Ένα αερομεταφερόμενο υπερφασματικό σύστημα περιλαμβάνει υπερφασματικούς δέκτες, αδρανειακό σύστημα και σύστημα πλοήγησης (GPS/INS), υπολογιστές και λογισμικό ελέγχου πτήσεων. Το σύνολο των παραπάνω μονάδων τοποθετούνται σε μικρό αεροσκάφος για την λήψη / παραγωγή αερομεταφερόμενων υπερφασματικών δεδομένων.
Υπερφασματικοί τηλεπισκοπικοί δέκτες
Περιλαμβάνει τον υπερφασματικό ηλεκτροοπτικό δέκτη CASI-550 ο οποίος λειτουργεί στο ορατό και εγγύς υπέρυθρο τμήμα της ΗΜΑ (VIS/NIR: 0.40-0.97μm, 244 κανάλια), και το θερμικό δέκτη ΤΑΒΙ-320 (TIR: 8-12μm, 3 κανάλια). Οι δύο δέκτες (SHUs) εγκαθίστανται εναλλακτικά αλλά και ταυτόχρονα στο αεροπλάνο και συνδέονται με τις υπόλοιπες συσκευές αυτής της διάταξης οι οποίες είναι:
- 1. μονάδες ελέγχου (ICU)
- 2. μονάδες απεικόνισης (VDU)
- 3. μονάδα GPS/INS (IMU)
Χρησιμοποιήθηκαν δέκτες της εταιρίας ITRES η οποία ειδικεύεται στον τομέα της ηλεκτροοπτικής και ειδικότερα στην κατασκευή αερομεταφερόμενων τηλεπισκοπικών δεκτών για υπερφασματική ανάλυση και χαρτογράφηση. Έχει αναπτύξει και κατασκευάσει τους δέκτες:
- CASI (Compact Airborne Spectrographic Imager)
- ΤΑΒΙ (Thermal Airborne Broadband Imager) και
- SASI (Short-Wave-Infrared Airborne Spectrographic Imager)
CASI-550 (Compact Airborne Spectrographic Imager)
To CASI ενσωματώνει τα χαρακτηριστικά ενός φασματοραδιόμετρου και ενός pushbroom αερομεταφερόμενου τηλεπισκοπικού δέκτη. Τα δεδομένα καταγράφονται αδιάκοπα από ένα διδιάστατο CCD (charge couple device).
Χαρακτηριστικά του CASI-550
- Δυνατότητα φασματικού προγραμματισμού
- Υψηλή χωρική και φασματική ανάλυση
* Χωρική διακριτική ικανότητα μεταξύ 0.5m και 10m * Φασματικό εύρος 545nm το οποίο μπορεί να τοποθετηθεί στο διάστημα 400 έως 1000nm
- Συνεργασία με GPS και αδρανειακά συστήματα (INS/GPS) για γεωμετρική διόρθωση υψηλής ακριβείας.
- Είναι δυνατή η άμεση γεωμετρική διόρθωση των απεικονίσεων και η ημιαυτόματη παραγωγή φωτομωσαϊκών
- Μεγάλη διάρκεια λήψης. Υψηλός λόγος σήματος προς θόρυβο.
- Είναι πλήρως βαθμονομημένο σύστημα το οποίο καταγράφει δεδομένα σε τιμές ανακλαστικότητας (uW cm-2 sr-1 nm-1).
- Καταγράφει ταυτόχρονα την προσπίπτουσα ακτινοβολία για ατμοσφαιρικές διορθώσεις.
- Δουλεύει σε δύο καταστάσεις λειτουργίας: Spatial Mode και Hyperspectral Mode
Χαρακτηριστικά του TABI - Thermal Airborne Broadband Imager
- 48° πεδίο λήψης
- Φασματικό εύρος 8000 ως 12000 nm
- 320 εικονοστοιχεία
- Χρόνος σάρωσης 10 msec / γραμμή
- Ευαισθησία: NET 0.1°C (noise equivalent, change in temperature)
- Διαθλαστικά οπτικά
- Μη ψυχόμενος, θερμικά σταθεροποιημένος, μικροβολόμετρο (μικροθερμόμετρο)
- Συμβατός με τον δέκτη CASI
Σύστημα GPS/INS CMIGITS III
Η σύγχρονη λήψη φασματικών δεδομένων και δεδομένων GPS (Global Positioning System) / INS (Inertial Navigation System) επιτρέπει τη διόρθωση των παραγομένων υπερφασματικών απεικονίσεων από στροφές και κραδασμούς του αεροπλάνου, και τη γεωδαιτική αναφορά ή γεωαναφορά των απεικονίσεων. Στη συγκεκριμένη εργασία χρησιμοποιήθηκε το C-MIGITS III το οποίο αποτελείται από ένα αδρανειακό αισθητήρα (solid-state Digital Quartz Inertial Measurement Unit, DQI) της BEI Systron Donner Inertial Division και τον GPS δέκτη Jupiter LP με 12 κανάλια και δυνατότητα μετρήσεων κώδικα C/A (Coarse/Acquisition).
