Bonsai Advanced Technologies S.L. Espectro-radiometría con ...

congresos.cchs.csic.es

Bonsai Advanced Technologies S.L. Espectro-radiometría con ...

What is Vis/NIR?3Confidential


• Imagen Multiespectral incluye bandas deabsorción Vis-NIR• Bandas de absorción / material• 200 nm 400-800 1200-2400Infra-Red


Light Interaction with MatterAbsorptionSpecularReflectanceDiffuseReflectanceTransmissionDiffuse Transmission(Forward Scatter)5Confidential


• Los sistemas de obtención de ImágenesHiper-espectral Areotransportada registranbandas espectrales contiguas.• Permiten la identificación y la caracterizaciónde materiales.• Además de la distribución de planos demateriales, la valoración de pixelesindividuales es a menudo útil para notarobjetos únicos en el lugar.• La alta resolución hiper-espectral permite laidentificación/cuantificación de materiales ensuperficie, procesos biológicos y químicos


-Aplicaciones científicas necesitan exactitud en laImagen Hiper-espectralComo se consigue:-Indexar espectros focalizados en el material de estudio anivel de suelo para crear una biblioteca básica, sininfluencias medioambientales- Usar bibliotecas de materiales conocidos y crear unabiblioteca de materiales específicos-Validar la información con trabajo de espectroradiometríade campo; calibración de imágenes.


Factores que determinan la calidad de lainformación en radiometría de campo• Conocer la resolución espectral de estudio• Conocer la relación señal/ruido• Determinar el área de estudio• Elegir época del año• Validar/calibrar equipo y accesorios• Campo de visión o FOV• Calibración rad / irradiancia/ reflectancia


Imaging Spectroscopy Provides RoutineAnalysis of Atmospheric Water Vapor andCanopy Water Content1.11.0Scattering0.90.8O3H2OH2OO2CO2H2OReflectance0.70.60.50.4O2H2OH2OH2OCH4Transmittance0.30.20.1VegetationAtmosphereH2OCO20.0400.0 700.0 1000.0 1300.0 1600.0 1900.0 2200.0 2500.0W avelength (nm)Canopy Water AbsorptionGreen et al., JPL


Evolución de los radiometros


Minimizing VNIR dark drift:DriftLock-Todos los detectores VNIR incorporan una señal oscura dependientede la temperatura. Si no es corregida, esto deriva en errores que sonmás visibles por debajo de 400 nm y por encima de 900 nm-La medición periódica de esta señal oscura por el cierre del obturadorsólo resuelve parcialmente el problema- El sistema DriftLock ASD elimina el problema:.La característica del detector óptico ASD enmascara detector decanales que sólo se ven influidas por la dark signal.Estas máscaras se miden a lo largo de los canales con cadaexploración.El valor de estas cadenas se compara con su valor en el momento dela última exploración “full dark scan” (medido con el obturador cerrado).Se ajusta la señal previamente medida “full dark scan” compensandola señal oscura que se haya desviado con respecto a aquella


ASD radiometers• Rango espectral completo Vis/NIR (350 nm to 2500 nm)• Sistema “Modular Goetz spectroscopic engine” queoptimiza la señal en cualquier circunstancia• Modulable (se adaptan a las necesidades analíticas)• Sistema post-dispersivo para minimizar “stray light”• Optima relación señal/ruido y calibración atmosférica• Alta velocidad de medida 0.1 seg• Medidas en absorbancia, reflectancia, radiancia ytransmitancia• Robusto, fiable, para medidas en cualquier ambiente• 5 años de garantía en partes móviles• Bajo mantenimiento


ASD Instruments Around the GlobeThousands of InstrumentsMore than 1000 CustomersMore than 70 Countries14Confidential


• Rango espectral 350nm-2500nm• Varias opciones de resolución según aplicación:- Hi res 8nm- Std res 10nm- Wide res 30nm. Wavelength accuracy 0,5nm. Wavelength reproducivility 0,1 nm. Field of wiew options. Wi-Fi connection


Spectrometer Detector Technology• VNIR (350-1000 nm) – 512 element Siphotodiode array overlaid with a secondorder filter• SWIR 1 (1001-1800 nm) – Concaveholographic grating and a TE cooledInGaAs photodiode• SWIR 2 (1801-2500 nm) – Concaveholographic grating and a TE cooledextended range InGaAs photodiode18Confidential


NIR Pre-dispersivoIntroduce luz no deseada al espectroCalibraciones más inestables con el tiempoReparaciones costosas


NIR post-dispersivoMinimiza stray lightPermite transferir calibracionesSin partes móviles menos reparaciones


Areas de aplicación• Agricultura / Fisiología vegetal / Viticultura• Estudios del suelo y nutrientes• Forestal / incendios• Geología y estudios mineros• Ecología / Climatología• Hidrología / Marina y estudios costeros• Influencias climáticas hielo/nieve• Calibración de imagen espectral areotransportada• Calibración de fuentes de luz (lámparas-led..)


Aplicaciones en Geología• Requiere rango completo• Resolución standard es suficiente• FieldSpec4 Hi-Res presenta ventajas paraaplicaciones en alteraciones estructurales• Calibración de imágenes sensores areotransportados


Visible Image


Informationderived fromVNIR portion ofthe spectrum


Informationderived fromSWIR portion ofthe spectrum


Cartografía de Ph (Sotiel,Faja Pirítica Ibérica)Mayo 1999Agosto 2004 Junio 2005Cortesía de C. Ong (CSIRO, Australia)


Ecología y vegetación• Requiere rango completo– VNIR-HH2 sólo pigmentos en plantas• Sólución de fibra óptica y FOV• Contact Probe (plant version) con leaf clippara media de reflectancia• Integrating Sphere para estudios dereflectancia difusa.• CAMO;ENVI software


Espectroscopia de sistemas vegetalesInformación bioquímica y fisiologica de los tejidos de las plantas.La información espectroscopica de la superficie vegetal es afectada por la cantidad y la arquitecturavegetal.También influye las sombras que dependen de la distribución vegetal.1614Canopy waterRadiance (µW/cm 2 /nm/sr)12108642Leaf Chlorophylland Other Key PigmentsAtmospheric OxygenMany leavesMany treesupper epidermispalisadelayerspongy tissuelower epidermisFew leavesLeaf carbon and nitrogenPhotosynthesisFew treesChl.6H 2 O + 6CO 2 + photon ==> C 6 O 6 H 12 + 6O 2AtmosphericCarbon Dioxide.0400 700 1000 1300 1600 1900 2200 2500Wavelength (nm)


Ecosistemas terrestresLos ecosistemas terrestres estan directamenteafectados por los cambios en el uso de la tierra y otrasperturbaciones, gran parte de ellos medidos porcambios en :• tipos funcionales de plantas• productivad y stress hidríco• estructura horizontal y vertical• cambios a veces pequeños pero influyentes• Sequia, reforestación• Prevención incendios y postincendios, perdida debiomasa• Talas de bosques/regeneración selectiva• Degradación del suelo• Daños por insectos


Linking leaf chemistry and image data: AVIRISAVIRIS % N estimation using Partial Least Squares regressionEstimated Canopy % N1997 AVIRIS Data< 1.01.0 – 1.31.3 – 1.61.6 – 1.91.9 – 2.22.2 – 2.5> 2.50 10 20Smith, Ollinger et al., Ecol. Appl. (2002)!KilometersAVIRIS Predicted %NAVIRIS Predicted % N3.002.502.0010.51.000.503.002.502.001.501.000.50Single scene (R 2 =0.83)Multiple scene (R 2 =0.82)0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00Measured %NBEF DataR 2 = 0.710.000.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00Measured % NDeciduousConiferW h i t e M o u n t a i n N a t i o n a l F o r e s t


Constituyentes bioquímicos foliaresde interés


Viticultura


Muchas gracias por suatención.Congreso teledetección Madrid21 Setiembre2012

More magazines by this user
Similar magazines