Publication:
Espectrometría de imagen en el infrarrojo: una contribución al estudio de las combustiones y a la teledetección de incendios forestales

Loading...
Thumbnail Image
Identifiers
Publication date
2002
Defense date
2002-06-19
Tutors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Impact
Google Scholar
Export
Research Projects
Organizational Units
Journal Issue
Abstract
El principal objetivo de este trabajo ha sido la optimización de la detección mediante imagen infrarroja (IR) de fenómenos con una marcada estructura espectral en su emisión IR. Estos fenómenos, como se describe en los capítulos 1 y 2, plantean serios retos a la termografía clásica, aún no resueltos. En ellos están incluidos las llamas, incendios forestales y en general, cualquier proceso con una importante emisión IR debida a gases. La propuesta de optimización está basada en aprovechar estas propiedades espectrales junto con la información espacial. La combinación de la resolución espacial y espectral es la base de la espectrometría de imagen. El espectrómetro de imagen más simple es el biespectral, que suministraría imágenes simultáneas, co-registradas y calibradas radiométricamente en dos bandas. Estos requisitos tan exigentes no se encuentran en equipos comerciales actuales. Por lo tanto, un primer objetivo de este trabajo ha sido construir un espectrómetro de imagen biespectral a partir de dos cámaras IR (una en el infrarrojo medio y otra en el térmico). El desarrollo de este sistema se describe en el capítulo 3. Un segundo objetivo ha sido la extracción del máximo de información de las imágenes biespectrales adquiridas por nuestro sistema, aplicacando técnicas de procesado espectral de imagen. Estas técnicas, originalmente desarrolladas para teledetección con imágenes de satélite, se describen en el capítulo 4, y serán aplicadas en los siguientes capítulos. En el capítulo 5 se define el concepto de imágenes índices de fuego y se aplica a llamas y pequeños fuegos. En el capítulo 6 se estudian estas imágenes, y también de fuegos forestales, usando métodos de clasificación para optimizar la detección. En el capítulo 7 se extienden los principios de detección utilizados anteriormente a nuevas aplicaciones (generación de mapas de temperatura de llamas, detección de combustiones en situaciones límite e identificación y visualización de gases) mediante un espectrómetro hiperespectral en el infrarrojo medio, que se utiliza para seleccionar las bandas apropiadas (en número, centrado espectral y anchura) a cada aplicación.
The main objective of this work has been to optimize the detection by means of infrared (IR) imaging of phenomena that have an IR emission with a marked spectral structure. These phenomena, as described in Chapters 1 and 2, raise serious challenges to ordinary thermography not yet solved. They include flames, forest fires, and any process with an important IR emission from gases. The proposed optimization is based upon taking advantage of spectral properties together with spatial information. This combination of spectral and spatial resolution is the basis of imaging spectrometry. The simplest imaging spectrometers are bi-spectrals, acquiring simultaneously co-registered images in two bands, radiometrically calibrated. This very demanding requirements are not met at present by manufactured equipments. Therefore a first partial objective of this work has been to build a bi-spectral imaging spectrometer by integrating two IR cameras (operating in the medium IR and thermal IR). The implementation of this imaging system is described in Chapter 3. The second partial objective has been to extract a maximum of information of the bi-spectral images acquired by our system, by applying spectral image processing techniques. These techniques, originally developed for satellite remote sensing, are described in Chapter 4, and are applied in the following chapters. In Chapter 5, fire indexes are defined and used to analyze bi-spectral images of flames and small fires. In Chapter 6 these images, as well as forest fire images, are studied using classification techniques in order to optimize detection. In Chapter 7, the principles of bi- or multi-spectral detection are extended to new applications, by using a hyperspectral imaging spectrometer operating in the medium IR band in order to select appropriate bands (number, spectral position and width). It is also studied how to use infrared imaging spectrometry to determine and to map the temperature of flames.
Description
Keywords
Espectrometría, Incendios forestales, Teledetección, Imagen infrarroja
Bibliographic citation
Collections