Vliv polarizačních filtrů na spektrální charakteristiky

Vratislav Kožla

Bachelor's thesis

Influence of polarization filters on spectral characteristics

Abstract:

Bakalářská práce se zabývá měřením elektromagnetického záření, odraženého od povrchu země za pomoci metody dálkového průzkumu země, při které je využito polarizačního filtru, pro účely stanovení jeho vlivu na získaná data. Rešeršní část práce se zabývá problematikou elektromagnetické záření a jeho vlastností, polarizací. Také shrnuje určité poznatky o dálkovém průzkumu Země a využití polarizace při jeho metodách.Výzkumná část proběhla formou nízkého snímání vybraného, materiálově pestrého území, za pomoci dronu, který byl vybaven digitální kamerou. Kamera snímala povrch Země pomocí senzorů, měřících ve třech částech spektra záření. Pro zpracování a porovnání byli vybrané tři snímky téže části území, dva snímky byli pořízeny ve specifických polohách polarizačního filtru před čočkou kamery a jeden snímek bez filtru. Na snímcích bylo vybráno šest materiálově specifických polygonů, jejichž jednotlivé geografické polohy byli na snímcích téměř identické. Účelem této metody bylo vyhodnotit, jaké konkrétní dopady má polarizační filtr na intenzitu snímaného elektromagnetického záření v určitých částech spektra. Zpracování a analýza pořízených dat pak proběhla za pomoci geografického informačního systému a programu Microsoft Excel.I přes komplikace při zpracování dat a nedostatečnou metodu pro přesné popsání stavu polarizace, vyšli najevo určité závěry. Ty poukazují především na významný vliv přítomnosti vody na povrchu snímaného území, která významně mění spektrální charakteristiky pro jednotlivé snímky. Závěry také naznačují, že využití polarizačního filtru, případně měření polarizace, může mít přínos pro zkvalitnění výsledků v experimentech a studiích v oblastech, kde je využíváno dálkového průzkumu Země.

Abstract:

The bachelor thesis deals with the measurement of electromagnetic radiation reflected from the earth's surface using the method of remote sensing, which uses a polarizing filter, for the purpose of determining its effect on the obtained data. The review part of the thesis deals with the issue of electromagnetic radiation and its properties, polarization. It also summarizes some knowledge about remote sensing and the use of polarization in its methods.The research part took place in the form of imaging of a selected, materially diverse area, with the help of a drone, which was equipped with a digital camera. The camera scanned the Earth's surface using sensors measuring three parts of the radiation spectrum. Three images of the same part of the territory were selected for processing and comparison, two images were taken in specific positions of the polarizing filter in front of the camera lens and one image without the filter. Six material-specific polygons were selected in the images, the individual geographical positions of which were almost identical in the images. The purpose of this method was to evaluate the specific effects of a polarizing filter on the intensity of sensed electromagnetic radiation in certain parts of the spectrum. The processing and analysis of acquired data then took place with the help of a geographic information system and Microsoft Excel.Despite the complications in data processing and the insufficient method for accurately describing the state of polarization, certain conclusions emerged. These conclusions suggest to the significant influence of the presence of water on the surface of the scanned area, which significantly changes the spectral characteristics for individual images. The conclusions also suggest that the use of a polarizing filter, or measurement of polarization, may be beneficial for improving the results of experiments and studies in areas where remote sensing is used.

Keywords

elektromagnetické záření, Dálkový průzkum Země, polarimetrie, index NDVI

Keywords

electromagnetic radiation, remote sensing, polarimetry, NDVI index

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 30. 6. 2020

Thesis defence

• Supervisor: Ing. David Moravec, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Environmental Sciences

Bachelor programme / field:
Landscaping / Landscape Technical and Administration Services