Gegevens afkomstig van aardobservatiesatellieten vertonen grote verschillen naargelang de gebruikte sensoren. De zogenaamde panchromatische gegevens ontstaan uit de registratie van de door het aardoppervlak weerkaatste straling in een interval dat alle golflengten van het zichtbare gebied omvat. De veel rijkere multispectrale gegevens worden verkregen via simultane registratie van hetzelfde beeld in 3 tot 10 spectrale banden, die niet noodzakelijk aan elkaar grenzen en zich doorgaans situeren in het gebied van het zichtbare, het nabij infrarood, het middelinfrarood en het thermisch infrarood. Met de “hyperspectrale” sensoren wordt een grote kwantitatieve sprong voorwaarts gemaakt. Deze kunnen namelijk simultaan in honderden zeer smalle (in de orde van enkele nm) en vaak aaneengrenzende spectrale banden gegevens registreren, waardoor ze de spectrale eigenschappen van de waargenomen elementen zeer gedetailleerd weergeven, en dit voor grote observatiezones. In het onderhavig deel van het elektromagnetische spectrum is de continue signatuur van elk element beschikbaar, in plaats van afzonderlijke meetpunten of ruwe gemiddelden. Deze fijne spectrale signatuur geeft beter het spectrale gedrag van de geobserveerde elementen weer en maakt het mogelijk de objecten nauwkeuriger te identificeren en te onderscheiden.

Ongeëvenaarde nauwkeurigheid

Elke pixel van een hyperspectraal beeld bevat een schat aan informatie over de spectrale respons van de waargenomen objecten in grote delen van het elektromagnetische spectrum. Dit laat toe om een hele reeks bio-geofysische en biochemische variabelen met een nooit geziene nauwkeurigheid in te schatten. Hyperspectrale beeldvorming is dus een nuttig hulpmiddel voor een beter begrip van atmosferische, hydrologische en geologische verschijnselen en voor een betere monitoring van de vegetatie of de bodemsamenstelling. Enkele van de vele toepassingen - waarvan sommige reeds operationeel - zijn geologische en mijnbouwprospectie, bepaling van de vervuilingsgraad en eutrofiëring van oppervlakte-wateren, monitoring van sedimentconcentraties en –bewegingen in estuaria en havens, monitoring van de samenstelling van de vegetatie, evaluatie van de gezondheidstoestand van bomen, opsporing van het tekort of teveel aan stikstof in belangrijke teelten, bepaling van het gehalte aan organisch materiaal en de erosiegevoeligheid van de bodem.

Deze nieuwe techniek onder de knie krijgen
Gezien de aard van de hyperspectrale gegevens, is de hoeveelheid informatie die moet opgeslagen en verwerkt worden gigantisch. Er is dus een veel grotere rekencapaciteit nodig om de ruwe gegevens te classificeren en heel het beeldverwerkings- en -analyseproces moet worden herzien. Dit brengt uitdagingen met zich mee voor zowel het fundamentele als het toegepaste onderzoek. Met de steun van het STEREO-programma en het PRODEX-programma van de ESA, nam dit onderzoeksdomein sinds 2002 een concrete vorm aan door de organisatie van vier campagnes voor de acquisitie van hyperspectrale gegevens met behulp van verschillende instrumenten aan boord van vliegtuigen. Naast deze vliegcampagnes financierde het STEREO-programma ook kleine wetenschappelijke projecten waarmee Belgische onderzoekers in samenwerking met internationale partners de techniek konden bestuderen en een know-how konden verwerven. Wetenschapsbeleid vertrouwde de organisatie van de luchtcampagnes en de eerste verwerking, distributie en archivering van de gegevens toe aan de VITO. Dit onderzoeksinstituut maakt eveneens deel uit van een Belgisch-Zwitsers consortium dat voor ESA de APEX beeldspectrometer ontwikkelt (zie kader).
http://cvblocal.vgt.vito.be/