Vad är hyperspektral analys?

Hyperspektral analys är en mätprocess som bygger på identifiering och visuell representation av reflekterad strålning från ett brett spektrum av det elektromagnetiska spektrumet. Detta intervall av reflekterat ljus inkluderar annars osynliga våglängdsgrupper, såsom infraröd och ultraviolett strålning. Grunden för hyperspektral analys är den fysiska egenskapen för alla material för att reflektera ljus från dessa spektrumområden på ett mycket specifikt, mätbart sätt. Dessa unika elektromagnetiska signaturer läses av hyperspektrala sensorer och visas visuellt på en skärm eller avläsas. Dessa läsningar eller bilder är strukturerade som skiktade tredimensionella "kuber" som möjliggör mycket noggrann kompositionsanalys av det skannade materialet.

Varje material reflekterar synligt ljus på ett unikt, identifierbart sätt. Det sätt på vilket detta reflekterade ljus ses eller samlas ger alla objekt deras specifika färger och ytstrukturer. Det är dock inte bara synligt ljus som återspeglas på ett specifikt sätt. Ljus från områden i det elektromagnetiska spektrum som är osynliga för det mänskliga ögat reflekteras också på mycket specifika sätt av olika material. Reflekterat ljus från dessa spektrumskivor, särskilt ultraviolett och infrarött ljus, kan läsas av specialsensorer och staplas eller skiktas för att skapa underbart grafiska och exakta framställningar av materialets sammansättning.

Dessa hyperspektrala sensorer och de unika tredimensionella bilderna de skapar är kärnan i hyperspektral analys. De hyperspektrala "signaturerna" för de flesta material är kända, och detta gör det möjligt för analytiker att exakt identifiera det exakta materialet som består av skannat material. Tekniken gör ett lätt arbete med syften som mineralprospektering, som tidigare var svår och tidskrävande. Hyperspektrala sensorer monterade i flygplan kan skapa otroligt detaljerade multidimensionella modeller av stora landområden under en kort period. Dessa modeller består av lager som representerar en specifik reflekterad våglängd och ger ett brett urval av materialidentifiering.

Tekniken har många användningsområden utanför den uppenbara applikationen för geologi och mineralogi. Till exempel kan jordbruksindustrin dra nytta av hyperspektral analys, eftersom de genererade bilderna kan indikera näringsämnen och vattennivån i skörden. Närvaron av sjukdom som orsakar animaliska proteiner i boskapsfoder kan också detekteras med hjälp av hyperspektral avbildning. På detta sätt hjälper bildtagningen att undvika förhållanden som galna ko-sjukdomar.

Arenorna för militär och brottsbekämpning ser också betydande användning av hyperspektral analys. Hyperspektrala bilder kan hjälpa utredare att identifiera nyligen utgrävda gravar eller begravda artefakter. Samma funktionalitet möjliggör också identifiering av underjordiska placeringar i militära applikationer. Hyperspektral avbildning möjliggör också för militärpersonell att spåra trupprörelser och skilja mellan kamouflagefärg och levande vegetation. Denna teknik har också använts i stor utsträckning i humanitära projekt för att identifiera gamla gruvfält och vapencacher.