Recolección Aérea Conjunta usando – Sistemas

Exploración de minerales en la parte oeste de los Estados Unidos usando
dispositivos de imágenes hiperespectrales visibles/de onda corta infrarrojos y onda
media y larga infrarrojos: Recolección Aérea Conjunta usando Sistemas
Hiperespectrales (JACHS)
Resumen:
En junio del 2008 una recolección aérea conjunta usando sistemas hiperespectrales fue probada en una
aeronave monomotor Twin Otter. Este experimento fue diseñado para incorporar dos sensores
hiperespectrales aéreos para los proyectos geológicos y ambientales. La exploración de minerales y las
declaraciones sobre el impacto ambiental son dos áreas en las cuales la información hiperespectral de
espectro total puede documentar la mineralogía en la superficie antes que se realicen las operaciones
mineras. Muchas recolecciones de detección remota hiperespectral fueron realizadas en una aeronave
única con un sensor único. La elaboración de mapas de minerales usando sensores hiperespectrales que
miden en regiones complementarias del espectro electromagnético es efectiva en términos de costo, ya
que permite la elaboración de mapas de arcillas, sulfatos, carbonatos, feldespatos, cuarzo, granates y
muchos otros minerales. Este reporte describe el experimento usando los siguientes sensores
hiperespectrales ProspecTIR: un sensor VNIR – SWIR con 356 canales y un rango espectral de 0.4 – 2.5
μm, junto con el sensor SEBASS, un sensor MWIR – LWIR con 128 canales de 2.5 a 5.3 μm y 128
canales de 7.6 – 13.5 μm. El sistema ProspecTIR de SpecTIR y el Spatially Enhanced Broadband Array
Spectrograph System (SEBASS) de The Aerospace Corporation son sensores “pushbroom”, tienen un
alto ratio de señal a ruido, tienen anchos de faja y campos de visión instantáneos similares. Ejemplos de
la recolección de datos serán mostrados con un enfoque en la identificación y mapeo mineral/litológica
junto con la evaluación ambiental en la parte oeste de los Estados Unidos.
Introducción
La elaboración de mapas con espectrómetros de imágenes comúnmente ocurre con un sensor a bordo de
una sola aeronave. El sensor ProspecTIR de SpecTIR, LLC y el Spatially Enhanced Broadband Array
Spectrograph System (SEBASS) son dos de dichos espectrómetros de imágenes. SpecTIR LLC y The
Aerospace Corporation acudieron a varios clientes para determinar el interés en ubicar estos sensores en
la misma aeronave, en este caso el Twin Otter de Twin Otter International.
Conrad Wright1, V.P. International Development, 9390 Gateway Dr. #100, Reno, Nevada 89521; [email protected]
Dean N. Riley2 ,Geólogo, 15049 Conference Center Dr. CH1/510, #600, Chantilly, VA 20151; [email protected]
William A. Peppin1, Geólogo, 9390 Gateway Dr. #100, Reno, Nevada 89521; [email protected]
Nielson W. Schulenburg2 , Geologist, 15049 Conference Center Dr. CH1/510 #600, Chantilly, VA 20151;
[email protected]
1) SpecTIR Corporation, Reno, NV, USA 89521
2) The Aerospace Corporation, Chantilly, VA USA 20151
En junio del 2008, los sitios de clientes, los sitios que podían ser dados a la comunidad y los sitios
de investigación interna y desarrollo (IR&D) fueron volados. Estos sitios estaban en Colorado, Nuevo
México, Arizona, California, Nevada y Utah. La Figura 1 muestra la ubicación aproximada de los sitios
de IR&D que pueden ser dados a la comunidad junto con las locaciones de base para la aeronave.
Información de los instrumentos
El sensor ProspecTIR es un espectrómetro de imagen que recolecta 356 imágenes espectrales con una
resolución espacial de 1 a 5 metros y una resolución espectral de 5 nanómetros. Este sensor mide en la
parte visible a la parte infrarroja de onda corta (0.4 – 2.5 micrones) del espectro electromagnético y
posee una visión instantánea de campo de 1.31 mili radianes. SEBASS es un espectrómetro de imágenes
que recolecta 256 imágenes espectrales con una resolución espacial de 1 a 5 metros. El campo
instantáneo de visión es 1.1 mili radianes y mide en el infrarrojo de onda media (2.5 – 5.3 micrones) y
en el infrarrojo de onda larga (7.7 – 13.5 micrones) del espectro electromagnético. Ambos sensores son
del tipo “pushbroom” y operan similarmente en la aeronave.
Originalmente, se pensó que el sensor ProspecTIR iba a ser volado sobre el puerto de la cámara en la
nariz del Twin Otter y el SEBASS en la parte de atrás, en la montura de compensación del bamboleo
sobre el puerto de la cámara de popa. Sin embargo, después del trabajo de ingeniería e integración de los
sensores, se determinó que la montura de compensación del bamboleo podía ser modificada para
albergar a ambos sensores con aproximadamente 30 cm. de distancia entre los lentes. La montura fue
modificada y ambos sensores fueron integrados en la montura y la compensación del bamboleo fue
probada antes de la instalación en la aeronave. Una semana después, los sensores y la montura fueron
instalados en la aeronave sobre el puerto de la cámara de la popa.
Resultados
La data fue recolectada sobre 10 locaciones con sólo cuatro líneas de vuelo a 34 líneas de vuelo a lo
largo de dos días. La mayor parte de la data fue recolectada a una resolución espacial de 3 – 5 metros
con unas cuantas locaciones a 1 – 1.2 metros de resolución espacial. Aquí hay unas miradas preliminares
rápidas a la información recolectada sobre Cuprite, Nevada. La Figura 2 es un mosaico de color real de
las 20 líneas de vuelo del sensor ProspecTIR con una resolución espacial de 4 metros, mientras que la
Figura 3 es un mosaico compuesto por colores falsos de las mismas 20 líneas de vuelo del sensor
SEBASS con una resolución espacial de 3.35 metros.
Conclusión:
Este resumen extendido resalta la organización, recolección de datos y naturaleza cooperativa que
permitió que este singular experimento ocurriera. La información fue exitosamente entregada a los
clientes. Esta integración de estos dos sensores hiperespectrales diferentes pero complementarios redujo
los costos al usar una sola aeronave para su recolección. Adicionalmente, los efectos atmosféricos y los
de la aeronave fueron minimizados al ubicar estos sensores en una montura de compensación del
bamboleo mirando a través del mismo puerto de cámara en la porción de popa de la aeronave. Este
esfuerzo muestra que los sensores hiperespectrales de longitudes de onda de onda corta/visibles y los de
ondas largas/medianas de infrarrojos pueden estar en la misma aeronave con un diseño mínimo. Debido
a los resultados y al interés en este experimento, SpecTIR LLC y la Aerospace Corporation planean
organizar y llevar a cabo misiones similares en los Estados Unidos y Australia durante el 2009.
Figura 1 – Locaciones de IR&D y sitios que pueden ser dados a la comunidad.
Composición de color real de la información de la radiación del ProspecTIR sobre Cuprite
(RGB: 0.638 μm, 0.534 μm, 0.460 μm)
Figura 2 – Composición de Color Falso de los datos de Radiación SEBASS sobre Cuprite
(RGB: 11.33 μm, 12.95 μm, 9.22 μm)