Co to jest analiza hiperspektralna?

Analiza hiperspektralna jest procesem pomiarowym polegającym na identyfikacji i wizualnej reprezentacji promieniowania odbitego z szerokiego zakresu widma elektromagnetycznego. Ten zakres światła odbitego obejmuje skądinąd niewidoczne grupy długości fali, takie jak promieniowanie podczerwone i ultrafioletowe. Podstawą analizy hiperspektralnej jest fizyczna charakterystyka wszystkich materiałów w celu odbicia światła z tych zakresów widma w bardzo konkretny, mierzalny sposób. Te unikalne sygnatury elektromagnetyczne są odczytywane przez czujniki hiperspektralne i przedstawiane wizualnie na wyświetlaczu lub odczytywane. Te odczyty lub obrazy mają strukturę trójwymiarowych „kostek” warstwowych, które umożliwiają bardzo dokładną analizę składu zeskanowanego materiału.

Każdy materiał odbija światło widzialne w unikalny, rozpoznawalny sposób. Sposób, w jaki to odbite światło jest widziane lub zbierane, nadaje wszystkim przedmiotom określone kolory i faktury powierzchni. Jednak nie tylko światło widzialne odbija się w określony sposób. Światło z obszarów widma elektromagnetycznego, które są niewidoczne dla ludzkiego oka, jest również odbijane w bardzo specyficzny sposób przez różne materiały. Odbite światło z tych segmentów widma, szczególnie światło ultrafioletowe i podczerwone, może być odczytywane przez specjalistyczne czujniki i układane w stosy lub nakładane warstwami, aby stworzyć cudownie graficzne i dokładne odwzorowanie składu materiałów.

Te czujniki hiperspektralne i unikalne trójwymiarowe obrazy, które tworzą, są podstawą analizy hiperspektralnej. Hiperspektralne „podpisy” dla większości materiałów są znane, co pozwala analitykom dokładnie zidentyfikować dokładny skład materiału zeskanowanego materiału. Technologia sprawia, że ​​lekka praca w takich dziedzinach, jak poszukiwanie minerałów, była wcześniej uciążliwa i czasochłonna. Czujniki hiperspektralne zamontowane w samolotach mogą w bardzo krótkim czasie stworzyć niezwykle szczegółowe wielowymiarowe modele dużych połaci ziemi. Modele te składają się z warstw reprezentujących określoną długość fali odbitej i zapewniających szeroki wybór identyfikacji materiału.

Technologia ma wiele zastosowań poza oczywistymi zastosowaniami geologicznymi i mineralogicznymi. Na przykład przemysł rolny może skorzystać z analizy hiperspektralnej, ponieważ generowane obrazy mogą wskazywać poziomy składników odżywczych i wody w drzewostanach uprawnych. Obecność białek zwierzęcych powodujących choroby w paszach dla zwierząt gospodarskich można również wykryć za pomocą obrazowania hiperspektralnego. W ten sposób obrazowanie pomaga unikać warunków, takich jak choroba szalonych krów.

Na arenach wojskowych i organów ścigania obserwuje się także znaczne wykorzystanie analizy hiperspektralnej. Na przykład obrazy hiperspektralne mogą pomóc badaczom zidentyfikować niedawno wykopane groby lub zakopane artefakty. Ta sama funkcjonalność pozwala również na identyfikację miejsc podziemnych w zastosowaniach wojskowych. Obrazowanie hiperspektralne pozwala również wojskowym śledzić ruchy wojsk i rozróżniać farby kamuflażowe od żywej roślinności. Technologia ta była również szeroko stosowana w projektach humanitarnych w celu identyfikacji starych pól minowych i skrytek z bronią.