Caso de estudio de la medición espectral de jade hetiano

1. ¿Cuál es el espectro hiperespectral?

La tecnología de espectroscopia de imágenes se desarrolló a partir del espectrómetro. Es una nueva tecnología, también conocida como tecnología de imágenes hiperespectrales. La tecnología tradicional de análisis espectral solo puede hacer análisis espectral promedio local, mientras que la tecnología hiperespectral puede hacer el análisis espectral de cada punto de toda la imagen. El espectro de imágenes tiene tipo de imagen de mirada, tipo de escoba de empuje y tipo de barrido de péndulo. Puede generar una imagen y obtener la información espectral de cada píxel de la imagen, realizando "integración espectral". La información espectral obtenida por el hiperespectral puede incluir el espectro de cualquier píxel de la imagen, mientras que el espectrómetro terrestre ordinario solo puede obtener el espectro promedio del objeto de prueba, por lo que los datos adquiridos por el objeto espectral alto pueden analizarse y refinarse con precisión. Su apariencia marca que la teledetección óptica ha entrado en la etapa de la teledetección espectral. Usando las características espectrales de reflexión del suelo convertidas a partir de datos hiperespectrales, puede estudiar la clasificación de objetos de la superficie terrestre, la composición del material, el contenido, el estado de existencia, la distribución espacial y el cambio dinámico.

1. 1 Método de detección espectral

Con el desarrollo de la sociedad y la mejora del nivel de vida de las personas, la búsqueda de la belleza también mejora. El jade Baoyu es cada vez más favorecido por las personas por su valor estético único. Las reliquias culturales Baoyu no solo tienen un fuerte color artístico, sino que también tienen un valor histórico inestimable. En algunas reliquias culturales desenterradas, será difícil distinguir con precisión las categorías de materiales de jade preciosos, por lo que es particularmente importante identificar el tipo de forma rápida y precisa.

La identificación tradicional de material de jade precioso incluye principalmente el método de observación directa de lupa de gemas y observación de microscopio de gemas. Este método no solo es profesionalmente exigente, sino que también los resultados de identificación obtenidos por experiencia rara vez tienen soporte técnico confiable y falta de persuasión. Además, los instrumentos analíticos de uso común incluyen el analizador de espectro Raman, el analizador de espectro infrarrojo y el analizador de difracción de rayos X, que pueden analizar la composición de minerales desconocidos de acuerdo con el mapa estándar de minerales. Sin embargo, debido a que los tres instrumentos analíticos son grandes y no portátiles, las muestras solo se pueden utilizar en el laboratorio para análisis. Esto no solo afecta la oportunidad de la identificación del material de reliquias culturales de jade precioso, sino que también afecta la integridad de las reliquias culturales. La tecnología hiperespectral es la combinación de tecnología de detección remota y tecnología espectroscópica, que puede obtener los datos espectrales de banda estrecha continua. En los experimentos terrestres, se puede dividir en espectrómetro portátil de imágenes terrestres y espectrómetro de imágenes. Al utilizar espectrómetros portátiles de objetos terrestres, se pueden obtener datos de reflectividad espectral estrechos, completos y casi continuos en el rango de banda de 350-2500 nm (visible-near-infrared-short-wave banda infrarroja), que suele ser la base del análisis de datos espectroscópicos de imágenes. Espectrómetro portátil de objetos terrestres debido a su pequeño tamaño, fácil de trabajar en el campo y rápida velocidad de medición, fácil de operar, por lo que mejora la medición. La velocidad de los datos garantiza la calidad de los datos medidos. Además, el uso del espectrómetro requiere poca energía, el tiempo de análisis solo toma unos segundos, sin reactivos químicos, no dañará el cuerpo humano. La banda hiperespectral puede revelar con precisión la información de frecuencia y absorción de frecuencia de la vibración de las moléculas del grupo en Baoyu, y analizar la información estructural compleja, como las características de vibración de la unión química, que tiene un gran potencial para el análisis de Baoyu. En la actualidad, el espectrómetro portátil se ha utilizado en el análisis de características espectrales de materiales azules y blancos en diferentes edades y en el análisis de composición de pigmentos chinos, pero el análisis de características espectrales de diferentes tipos de materiales de jade sigue siendo insuficiente.

2. Contenido experimental

La prueba de reflectividad espectral de la muestra de jade hetiano se realizó utilizando hiperespectros portátiles.

Instrumento experimental: iSpecHyper-V S 1 00 0 sistema portátil de imágenes hiperespectrales (Figura 2-1), con rango espectral 400-1000nm, 300 canales espectrales, 400 canales espaciales (4 imágenes), CMOS, ángulo de campo 22,6 ° @ f = 24 mm y placa de reflectividad estándar del 99%. Un conjunto de fuentes de luz analógicas de interior. La Figura 2-2 muestra una representación esquemática del experimento. La Figura 2-3 muestra los gráficos de campo experimentales.

 Figura 2-1 iSpecHyper-V S 1 0 00 espectro hiperespectral portátil

Figura Figura 2-2- -Diagrama esquemático del experimento

 Figura 2-3 Gráficos de campo experimentales

2,1 Procesamiento de datos

En el entorno de la cámara oscura, bajo la condición de trayectoria de luz constante, la cámara escanea los datos espectrales dentro del rango de ubicación de la muestra y mide el espectro de 400-1000nm. Las figuras 2-4 muestran la figura experimental.

Figuras 2-4 Higo Experimental

Espectrogramas después del cálculo del software ENVI

Figura 2 - 5 espectros de referencia blancos relativos

Espectro de reflectancia relativa en la posición 1 Espectro de reflectancia relativa en la posición 2             

Espectro de reflectancia relativa en la posición 3 El espectro de reflectancia relativa en la posición 4                     

Espectro de reflectividad relativa de la posición 5 espectrograma de reflectividad relativa del centro de la muestra              

3. Conclusiones experimentales

Como se puede ver en la comparación de los datos de prueba de las cinco posiciones de la muestra, el espectro de reflexión de la superficie total de la muestra es diferente. La cámara de luz visible captura la posición más brillante. La reflectividad relativa en la banda de 450-1000nm promedió alrededor del 50%, mientras que la cámara de luz visible captura la posición más oscura, y la reflectancia relativa en la banda de 450-1000nm promedió alrededor del 40%. La reflectancia general en las bandas exteriores visibles y posteriores es relativamente estable con sin pico característico. Según la consulta de literatura, las características espectrales del jade hetiano van desde el infrarrojo corto hasta el infrarrojo lejano, por lo que para medir las características espectrales del jade hetiano con mayor precisión, se puede utilizar i S pec F ield-NIR / WNIR para la prueba de reflectividad. Figura 3-1 Espectrómetro portátil de objetos terrestres i S pec F ield-NIR / WNIR.

Figura 3-1 Espectrómetro portátil de objetos terrestres iSpecField-NIR / WNIR