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Thermal infra red hyperspectral sensing assistance to clandestine weapon surveillance under working conditions linking fixed airborne or space borne systems

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Verbesserte Überwachungstechnologien zur Unterstützung der Sicherheit

Da der Start von vielen Satelliten, die über Fähigkeiten der multispektralen Bilderfassung verfügen, bevorsteht, sind wir kurz davor, diese Daten operativ für kommerzielle und militärische Zwecke ausnutzen zu können. Vom EU-finanzierten Hawkeye-Projekt wurde bereits eine experimentelle "multispektrale" Plattform eingeführt, welche die Forensik und die Innere Sicherheit unterstützt.

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Dieser "multispektrale" Sensor ist in der Lage, nicht nur sichtbares Licht zu detektieren, sondern auch Infrarot. Die Idee der multispektralen Sensorik beschränkt sich jedoch nicht nur auf das "Sehen" optischer Teleskope oder Infrarot-Nachtsichtgeräte im herkömmlichen Sinne. Diese Art der Detektion, die momentan in Spionagesatelliten und anderen Überwachungssystemen eingesetzt wird, funktioniert anders. Sie basiert auf den gleichen Prinzipien wie die in der Astronomie und in anderen Wissenschaften eingesetzte Spektrometrie und zwar auf der Tatsache, dass einige Objekte und Substanzen charakteristische Wellenlängen aussenden, wenn sie durch Energie angeregt werden. Alles auf der Oberfläche unterhalb des Satelliten wird durch die Energie des Sonnenlichts angeregt, auf diese Weise ist die Detektion sämtlicher spektralen Fingerabdrücke machbar. Verfügt der Computer, der diese Wellenlängen analysiert, über eine ausreichend hohe Rechenleistung, ist es möglich, auf der Oberfläche Orte und ihre exakten Koordinaten zu identifizieren, an denen Substanzen oder Objekte von besonderem Interesse gefunden werden können. Einige Forscher konzentrieren sich auf die individuellen Schritte der Prozesskette wie beispielsweise die atmosphärische Korrektur, die präzise geometrische Verarbeitung und Subpixel-Analyseverfahren. Die Partner des Hawkeye-Projekts entwickelten Instrumente, welche die multispektrale Datenauswertung durch Abdeckung der gesamten Prozesskette von den Sensorendaten bis hin zu den von Nutzern verwertbaren Ergebnissen erleichterten. Diese neuen Hilfsmittel integrieren eine Reihe von Algorithmen in einen gemeinsamen Rahmen zur Detektion und Kartierung von Änderungen im Waldbestand, von gestörten Böden und von militärischen Zielen. Das Verfahren ist in zwei sequenzielle Schritte unterteilt: einem Prozessschritt sowie einem Auswertungsschritt. Während des ersten Schritts findet die Umwandlung der Sensordaten in eine genaue Kartenabbildung des Emissionsgrads am Boden statt. Dies ermöglicht die Bestimmung des Längen- und Breitengrads sowie der Höhe von physikalisch relevanten Mengen auf der Erdoberfläche. Im anschließenden Schritt werden diese Messergebnisse als Eingangswerte genutzt und in nützlichere Informationen umgewandelt. Welche Substanzen und Objekte können mit dem Hawkeye-System in der untersuchten Region detektiert werden? Man erwartet, dass es Tarnungen durchdringen kann, welche thermische oder optische Sensoren täuschen können, und dass es in der Lage ist, versteckte Sprengsätze, gestörtes Erdreich, verborgende Stollen und andere Kriegsrelikte zu erkennen. Zudem würde eine automatische Erkennung von speziellen Materialien eine neue Herangehensweise zur Umweltüberwachung darstellen. Mögliche Anwendungen umfassen die Detektion von Ölteppichen nach einer Schiffshavarie oder die Entdeckung von gasförmigen Schadstoffen während eines Betriebsunfalls. All dies deutet darauf hin, dass Satelliten mit multispektralen Sensoren zu einem wichtigen neuen Hilfsmittel bei der Überwachung der Erde werden, nicht nur im Bereich der Sicherheit, sondern auch zur Förderung von Umweltschutzinitiativen.

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