Espectrometría de imagen en el infrarrojouna contribución al estudio de las combustiones y a la teledetección de incendios forestales

Resumen

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.