Multiangular Spectrometry and Optical Properties of Debris Covered Surfaces
| Title: | Multiangular Spectrometry and Optical Properties of Debris Covered Surfaces |
| Author(s): | Suomalainen, Juha |
| Contributor: | University of Helsinki, Faculty of Science, Department of Physical Sciences |
| Discipline: | Physics |
| Language: | English |
| Acceptance year: | 2006 |
| Abstract: |
Due to the recent development in CCD technology aerial photography is now slowly changing from film to digital cameras. This new aspect in remote sensing allows and requires also new automated analysis methods. Basic research on reflectance properties of natural targets is needed so that computerized processes could be fully utilized.
For this reason an instrument was developed at Finnish Geodetic Institute for measurement of multiangular reflectance of small remote sensing targets e.g. forest understorey or asphalt. Finnish Geodetic Institute Field Goniospectrometer (FiGIFiGo) is a portable device that is operated by 1 or 2 persons. It can be reassembled to a new location in 15 minutes and after that a target's multiangular reflectance can be measured in 10 - 30 minutes (with one illumination angle). FiGIFiGo has effective spectral range approximately from 400 nm to 2000 nm. The measurements can be made either outside with sunlight or in laboratory with 1000 W QTH light source. In this thesis FiGIFiGo is introduced and the theoretical basis of such reflectance measurements are discussed.
A new method is introduced for extraction of subcomponent proportions from reflectance of a mixture sample, e.g. for retrieving proportion of lingonberry's reflectance in observation of lingonberry-lichen sample. This method was tested by conducting a series of measurements on reflectance properties of artificial samples. The component separation method yielded sound results and brought up interesting aspects in targets' reflectances. The method and the results still need to be verified with further studies, but the preliminary results imply that this method could be a valuable tool in analysis of such mixture samples.
Viimevuosina tapahtunut kehitys CCD teknologiassa on vihdoin mahdollistanut myös digitaalisten ilmakuvakameroiden valmistamisen. Digitaalisen kuvauksen käsittelyssä ei ole enää järkevää käyttää manuaalisia filmeille kehitettyjä menetelmiä vaan uusi tekniikka mahdollistaa myös automaattisen tietokoneprosessoinnin. Uusien tehokkaiden datan käsittelytapojen kehittäminen kuitenkin vaatii huomattavaa panostusta kaukokartoituskohteiden valonsironnan perustutkimukseen.
Tämän vuoksi Geodeettisella Laitoksella on kehitetty goniospektrometri FiGIFiGo (Finnish Geodetic Institute Field Goniospectrometer), jolla voidaan mitata pienten kaukokartoituskohteiden reflektanssi monisuuntaisesti. Mitattaviksi kohteiksi käyvät esimerkiksi metsän aluskasvillisuus tai asvaltti. FiGIFiGo on helppokäyttöinen ja kannettava laite jonka operoimiseen tarvitaan kaksi ihmistä. Se voidaan koota 15 minuutissa käyttövalmiiksi, jonka jälkeen yhden kohteen sirontaominaisuuksien mittaamiseen kuluu 10 - 30 minuuttia käytetystä tarkkuudesta riippuen. FiGIFiGo:lla voidaan tehdä mittauksia tehokkaasti välillä 400 - 2000 nm sekä ulkona auringonvalolla että sisällä 1000 W laboratorio lampun kanssa. Tässä 'Pro Gradu'-tutkielmassa käsitellään FiGIFiGo ja sen mittausten teoreettinen pohja.
Tutkielmassa esitellään myös uusi metodi monesta eri komponentista koostuvan kohteen tutkimiseen. Metodilla voidaan jakaa kohteesta mitattu monisuuntainen reflektanssi sen osien välille, eli esimerkiksi puolukka-jäkälä-kohteesta sironneen valon spektristä voidaan erottaa puolukan osuus. Työssä mitattiin useiden eri keinotekoisten kohteiden reflektanssit ja metodia testattiin soveltamalla sitä näihin tuloksiin. Saadut tulokset vaikuttivat järkeviltä ja ne toivat esille mielenkiintoisia huomioita kohteiden sironnasta. Pienen näytemäärän vuoksi metodin ja tulosten vahvistamiseen tarvitaan vielä lisänäyttöä. Alustavat tulokset vihjaavat kuitenkin että metodi voisi olla hyödyllinen työkalu vastaavien mittausten analysoinnissa
|
Files in this item
| Files | Size | Format | View |
|---|---|---|---|
| multiang.pdf | 3.258Mb |
This item appears in the following Collection(s)
-
Faculty of Science [4002]