Entwicklung von Verfahren zur Datenaufbereitung und Kalibrierung eines abbildenden Spektrometers am Beispiel des DAIS 7915:
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INHALTSVERZEICHNIS
VORWORT.I
ABSTRACT. II
INHALTSVERZEICHNIS.ILL
1 EINFUHRUNG.1
1.1 PROJEKTRAHMEN.1
1.2 AUFGABENSTELLUNG.2
1.3 AUFBAU DER ARBEIT.4
2 RADIOMETRIE UND FERNERKUNDUNG.5
2.1 GRUNDBETRACHTUNGEN ZUR MEBTECHNIK.5
2.2 EINFIIHRUNG IN DIE PASSIVE OPTISCHE FERNERKUNDUNG.6
2.3 ELEKTROMAGNETISCHE STRAHLUNG.7
2.4 RADIOMETRISCHE GRUNDLAGEN.9
2.4.1 PHYSIKALISCHE GRUNDGROBEN.9
2.4.1.1 DER RAUMWINKEL.10
2.4.2 RADIOMETRISCHE EINHEITEN.10
2.5 DAS IDEALE RADIOMETER.12
2.6 KENNGROBEN REALER RADIOMETER.14
2.6.1 SPEKTRALE EMPFINDLICHKEIT (SPECTRAL RESPONSE FUNCTION).14
2.6.2 ZEITLICHES IMPULSANTWORTVERHALTEN (TEMPORAL RESPONSE FUNCTION).15
2.6.3 RICHTUNGSABHANGIGE EMPFINDLICHKEIT (GEOMETRIC RESPONSE
FUNCTION).15
2.6.4 EMPFINDLICHKEIT IIBER DIE APERTUR (APERTURE RESPONSE FUNCTION).17
2.6.5 STRAHLDICHTEEMPFINDLICHKEIT (RADIOMETRIC RESPONSE FUNCTION).17
2.7 KALIBRIERUNG VON RADIOMETERN.19
2.8 ABBILDENDE RADIOMETER UND SPEKTROMETER. 20
3 ABBILDENDE SPEKTROSKOPIE.21
3.1 DEFINITION EINES ABBILDENDEN SPEKT ROMETERS.21
BIBLIOGRAFISCHE INFORMATIONEN
HTTP://D-NB.INFO/958872147
IV
INHALTSVERZEICHNIS
3.2 KENNGROBEN.22
3.2.1 RAUMLICHC AHTASTUNG.22
3.2.2 SPEKTRALC ABTASTUNG.23
3.3 GERATESYSTEMATIK.24
3.3.1 RAUMLICHC AUFNAHMEPRINZIPCN.24
3.3.1.1 FESTSTEHENDC (CAMERAS (FRAME GRABBER).24
3.3.1.2 MECHANISCHE ABTASTUNG IN ZEILENRICHTUNG (WHISKBROOM-SCANNER).25
3.3.1.3 ZEILENWEISE ABTASTUNG
(PUSHBROOM-SCANNER).25
3.3.2 SPEKTROMETERKONZEPTE.26
3.4 NUTZBARE WELLENLANGENBEREICHE.27
3.4.1 NATIIRLICHC STRAHLUNGSQUCLLCN.27
3.4.2 ATMOSPHARISCHE TRANSMISSION.28
3.4.3 DETEKTOREN.29
3.5 ANWENDUNGSGEBIETE. 30
3.6 ENTWICKLUNGSSTAND DER ABBILDCNDEN SPEKTROMETER.31
3.7 DATENVERARBEITUNGSPROGRAMINE FLIR ABBILDENDE SPEKTROMETER.33
4 DAS ABBILDENDE SPEKTROMETER DAIS 7915.35
4.1 AUFBAU.35
4.2 OPTOELEKTRONISCHES MODUL.36
4.2.1 SCANNER.36
4.2.1.1 SCHWARZKORPER.37
4.2.1.2 SCANSPIEGEL UND TAKTGEBER.38
4.2.1.3 DETAILLIERTE ANALYSE DES KENNEDY-SCANMECHNISMUS.39
4.2.2 SPEKTROMETER.44
4.2.3 V ORVERSTARKER.45
4.2.3.1 GLCICHSTROMKOPPLUNG.45
4.2.3.2 KAPAZITIVE KOPPLUNG.46
4.3 ELEKTRONIKMODUL (EM).48
4.3.1 DATENAUFZEICHNUNGSMODUL (DAM).48
4.3.1.1 ABTASTUNG DES ANALOGSIGNALS (INTEGRATEAHOLD).48
4.3.1.2 ANALOG/DIGITAL-WANDLER.49
4.3.1.3 DATENINTEGRATION (
MULTIPLEXING) UND AUFZEICHNUNG.50
4.3.2 WEITERE KOMPONENTEN.50
5 IMPLEMENTIERUNG DER DATENVORVERARBEITUNG.51
5.1 ANALYSE DER ANFORDERUNGEN.51
5.2 LOSUNGSANSATZ EINER MODULAREN, AUTOMATISIERTEN VORVERARBEITUNG.52
5.3 GRUNDLAGEN DES PROZESSIERUNGSKONZEPTS.53
5.3.1 DATENKATEGORIEN.53
INHALTSVERZCICHNIS
V
5.3.2 DATEISYSTEMATIK.54
5.3.3 VERARBEITUNGSSTUFEN.56
5.3.4 ORGANISATION DES PROZESSIERUNGSABLAUFS UND DER PROGRAMMODULE.56
5.4 ROHDATENVERARBEITUNG (LEVEL
0).
57
5.4.1 TRANSSKRIPTION.58
5.4.2 QUALITATSKONTROLLE.60
5.4.3 ARCHIVIERUNG.63
5.5 SYSTEMKORREKTUR (LEVEL 1).64
5.5.1 VORBEHANDLUNG.64
5.5.2 LEVEL LA-PROZESSIERUNG.65
5.5.3 KALIBRIERUNG (LEVEL LB UND LEVEL 1).66
5.5.4 ABSCHLUB DER LEVEL 1-PROZESSIERUNG.68
5.6 RADIOMETRISCHE QUALITATSKONTROLLE.69
5.6.1 RADIOMETRISCHE DATENQUALITSTSPARAMETER.69
5.6.2 QUALITATSKONTROLLE DER KALIBRIERTEN DATEN.71
5.6.3 QUALITATSVERBESSERUNG.73
6 METHODIKENTWICKLUNG ZUR RADIOMETRISCHEN
LABORKALIBRIERUNG.75
6.1 AUFBAUPHASE DER LABORKALIBRIERUNG DES DAIS 7915.75
6.1.1 ALLGEMEINE AUFGABENSTELLUNG.75
6.1.2 ELEMENTE DER LABORKALIBRIERUNG.75
6.1.3 URSPUNGLICHE KALIBRIERSTRATEGIE UND LABORKALIBRIEREINRICHTUNG.76
6.1.3.1 REFLEKTIVER BEREICH.77
6.1.3.2 EMISSIVER BEREICH.77
6.2 LIMLTIERUNGEN.78
6.3 UBERNAHMT UND KONTROLLE DER SPEKTRALEN KALIBRIERUNG.79
6.4 RADIOMETRISCHE KALIBRIERUNG IM REFLEKTIVEN WELLENLANGENBEREICH
(0.4-2.5 PM).80
6.4.1 WEITERENTWICKLUNG DES KALIBRIERVERFAHRENS IM REFLEKTIVEN
BEREICH.80
6.4.2 INTERKALIBRIERUNG DER ULBRICHTKUGEL.81
6.4.2.1 KRITIK DER URSPRUNGLICHEN ME&METHODE.81
6.4.2.2 MESSUNGEN MIT HOCHAUFLDSENDEN FELDSPEKTROMETERN UND
GLASFASEROPTIK.81
6.4.2.3 KRITISCHE ANMERKUNGEN ZUR EICHGENAUIGKEIT VON STANDARDQUELLEN.82
6.4.3 ERWEITERUNG DER HELLIGKEITSDYNAMIK DER ULBRICHTKUGEL.83
6.4.4 VERBESSERTE METHODIK FIIR DIE MESSUNGEN MIT DEM DAIS AUF DER
ULBRICHTKUGEL.84
6.4.5 AUSWERTUNG, ERGEBNISSE UND KONTROLLE DER LABORMESSUNGEN.85
6.4.5.1 EINSTUFIGE KALIBRIERUNG - BERECHNUNG VON CO UND CL FTLR ALLE
IF,S.86
6.4.5.2 ZWEISTUFIGE KALIBRIERUNG - TRENNUNG IN OPTOMECHANISCHE UND
ELEKTRONISCHE FAKTOREN 88
6.4.6 AUSWERTUNG DER SONDERMESSUNGEN.90
6.4.6.1 RAUSCHAQUIVALENTE STRAHLDICHTE.90
6.4.6.2 STABILITAT.90
6.4.6.3 FACETTENEFFEKT UND KENNEDY-CHARAKTERISTIK.91
6.4.6.4 STREULICHT.92
6.4.7 KALIBRIERGENAUIGKEIT UND FEHLERQUELLEN IM LABOR.92
VI
INHALTSVERZEICHNIS
6.5 NEUE RADIOMETRISCHE KALIBRIERUNG IM EMISSIVEN WELLENLANGENBEREICH
(3-13 /IM)-93
6.5.1 NACHTEILE DES BISHERIGEN VERFAHRENS.93
6.5.2 ENTWICKLUNG ERNES MODELIBASIERTEN VERFAHRENS (NACH ZHUKOV,
1998B).94
6.5.2.1 THEORETISCHE BETRACHTUNGEN ZUM STRAHLUNGSTRANSFER IN EINEM
KENNEDY-SCANNER.94
6.5.2.2 UMSETZUNG FUR DIE RADIOMETRISCHE LABORKALIBRIERUNG.96
6.5.3 MEBAUFBAU IM LABOR.96
6.5.4 AUSWERTUNG UND ERGEBNISSE DER LABORKALIBRIERMESSUNGEN.98
7 KALIBRIERTECHNIKEN UNTER FLUGBEDINGUNGEN.101
7.1 NOTWENDIGKEIT UND AUFGABE VON IN-FLIGHT-EXPERIMENTEN.101
7.2 UMGEBUNGSBEDINGUNGEN DES DAIS 7915 IM FLUGZEUG. 101
7.3 MOGLICHKEITEN FIIR KALIBRIERMESSUNGEN IM FLUGBETRIEB.102
7.3.1 MITGEFIIHRTE KALIBRIEREINRICHTUNGEN UND INTERKALIBRIERUNG MIT
ANDEREN SENSOREN.102
7.3.2 BODENGESTIITZTE MESSUNGEN (VICARIOUS CALIBRATION).103
7.4 VORAUSSETZUNGEN FIIR REFLEKTANZBASIERTE IN-FLIGHT-KALIBRIERUNGEN.103
7.4.1 EIGNUNG UND ZAHL DER TESTGEBIETE.103
7.4.2 MODELLIERUNG DES EINFLUSSES DER ATMOSPHERE.104
7.5 BEISPIEL FIIR EINE IN-FLIGHT-VERIFIZIERUNG (DAISWISS'96).106
7.6 RADIOMETRISCHE IN-FLIGHT-KALIBRIERUNG (ISRAEL'97)-.109
7.7 RELATION VON LABOR- UND IN-FLIGHT-KALIBRIERUNG.113
8 RESUMEE UND PERSPEKTIVEN.115
8.1 SCANNERMODELL.115
8.2 DATEN VORVERARBEITUNG.116
8.3 RADIOMETRISCHE LABORKALIBRIERUNG.116
8.4 SENSORBEWERTUNG UNTER FLUGBEDINGUNGEN.117
9 LITERATURVERZEICHNIS.118
A ANHANG.126
A.L PARAMETER DER SYSTEMDATENBANK.126
A.2 PARAMETER DER HILFSDATENBANK_.-127
A.3 DUNKELSTROMKORREKTUR (LEVEL LA, BANDER 1-32).128
INHALTSVERZEICHNIS VII
A.4 AC-KORREKTUR (LEVEL LA, BANDER 33-72).129
A.4.1 VERFAHREN NACH OERTEL/ZHUKOV.129
A.4.2 SUBTRAKTION DES AC-OFFSETS.131
A.4.3 ZEILENWEISE KORREKTUR DES AC-EFFEKTES.131
A.4.4 WIEDERHERSTELLUNG DES KONSTANTEN SIGNALANTEILS BEI DEN KANALEN
1-72.132
A.4.5 WIEDERHERSTELLUNG DES KONSTANTEN SIGNALANTEILS BEI DEN KANALEN
73-79.133
A.5 ABSOLUT-RADIOMETRISCHE KALIBRIEREINRICHTUNG (ARCP).134
A.5. / ULBRICHTKUGEL.134
A5.2 LEUCHTDICHTCNORMAL (ADS).135
A.6 THERMAL-RADIOMETRISCHE KALIBRIEREINRICHTUNG (TRCP).136
B BILDVERZEICHNIS.137
C TABELLENVERZEICHNIS.140
D ABKURZUNGSVERZEICHNIS
141 |
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