Étude de cas de la mesure spectrale du jade hétien

1. Qu'est-ce que le spectre hyperspectral

La technologie de spectroscopie d'imagerie a été développée à partir du spectromètre. Il s'agit d'une nouvelle technologie, également connue sous le nom de technologie d'imagerie hyperspectrale. La technologie d'analyse spectrale traditionnelle ne peut effectuer qu'une analyse spectrale moyenne locale, tandis que la technologie hyperspectrale peut effectuer l'analyse spectrale de chaque point de l'image entière. Le spectre d'imagerie a un type d'imagerie du regard, un type de balai poussoir et un type de balayage pendulaire. Il peut générer une image et obtenir les informations spectrales de chaque pixel de l'image, réalisant une "intégration spectrale". Les informations spectrales obtenues par l'hyperspectral peuvent inclure le spectre de n'importe quel pixel de l'image, tandis que le spectromètre au sol ordinaire ne peut obtenir que le spectre moyen de l'objet de test, de sorte que les données acquises par l'objet à haute spectrale peuvent être analysées et affinées à distance. En utilisant les caractéristiques spectrales de réflexion du sol converties à partir de données hyperspectrales, il peut étudier la classification des objets de la surface de la Terre, la composition des matériaux, le contenu, l'état d'existence, la distribution spatiale et le changement dynamique.

1. 1 Méthode de détection spectrale

Avec le développement de la société et l'amélioration du niveau de vie des gens, la recherche de la beauté s'améliore également. Le jade Baoyu est de plus en plus apprécié par les gens pour sa valeur esthétique unique. Les reliques culturelles Baoyu ont non seulement une forte couleur artistique, mais ont également une valeur historique inestimable. Dans certaines reliques culturelles déterrées, il sera difficile de distinguer avec précision les catégories de matériaux précieux en jade, il est donc particulièrement important d'identifier rapidement et avec précision le type.

L'identification traditionnelle du précieux matériau de jade comprend principalement la méthode d'observation directe de la loupe gemme et de l'observation au microscope gemme. Cette méthode est non seulement exigeante sur le plan professionnel, mais les résultats d'identification obtenus par l'expérience ont rarement un support technique fiable et un manque de persuasion. En outre, les instruments analytiques couramment utilisés comprennent l'analyseur de spectre Raman, l'analyseur de spectre infrarouge et l'analyseur de diffraction des rayons X, qui peuvent analyser la composition des minéraux inconnus selon la carte standard des minéraux. Cependant, comme les trois instruments analytiques sont volumineux et non portables, les échantillons ne peuvent être utilisés qu'en laboratoire pour analyse. Cela affecte non seulement la rapidité de l'identification des matériaux des précieuses reliques culturelles de jade, mais affecte également l'intégrité des reliques culturelles. La technologie hyperspectrale est la combinaison de la technologie de détection et de la technologie spectroscopique à distance, qui peut obtenir des données spectrales étroites. Dans les expériences au sol, il peut être divisé en spectromètre d'imagerie au sol portable et spectromètre d'imagerie. En utilisant des spectromètres d'objets au sol portables, des données de réflectivité spectrale étroites, complètes et presque continues peuvent être obtenues dans la plage de bandes de 350 à 2500nm (bande infrarougevisible-near-infrared-short-wave ), qui est souvent à la base de l'analyse des données spectroscopiques d'imagerie. Spectromètre d'objets au sol portable en raison de sa petite taille, facile à travailler sur le terrain et de sa vitesse de mesure rapide, facile à utiliser, donc améliorez la mesureLa vitesse des données garantit la qualité des données mesurées. De plus, l'utilisation du spectromètre nécessite une faible énergie, le temps d'analyse ne prend que quelques secondes, sans réactifs chimiques, ne nuira pas au corps humain. La bande hyperspectrale peut révéler avec précision les informations de fréquence et d'absorption de fréquence de la vibration des molécules du groupe dans Baoyu, et analyser les informations structurelles complexes telles que les caractéristiques de vibration de la liaison chimique, qui ont un grand potentiel pour l'analyse de Baoyu. À l'heure actuelle, un spectromètre portable a été utilisé dans l'analyse des caractéristiques spectrales des matériaux bleus et blancs à différents âges et l'analyse de la composition des pigments chinois, mais l'analyse des caractéristiques spectrales des différents types de matériaux de jade est encore insuffisante.

2. Contenu expérimental

Le test de réflectivité spectrale d'un échantillon de jade hétien a été réalisé à l'aide d'un hyperspectra portable.

Instrument expérimental : iSpecHyper-V S 1 00 0 système d'imagerie hyperspectrale portable (figure 2-1), avec plage spectrale 400-1000 nm, 300 canaux spectraux, 400 canaux spatiaux (4 images), CMOS, angle de champ 22,6 ° @ f = 24 mm et plaque de réflectivité standard à 99 %. Un ensemble de sources lumineuses analogiques intérieures. La figure 2-2 montre une représentation schématique de l'expérience. La figure 2-3 montre les tracés expérimentaux sur le terrain.

 Figure 2-1 iSpecHyper-V S 1 0 00 spectre hyperspectral portable

Figure 2-2- -Diagramme schématique de l'expérience

 Figure 2-3 Parcelles expérimentales sur le terrain

2,1 Traitement des données

Dans l'environnement de la chambre noire, dans des conditions de trajet lumineux constant, la caméra scanne les données spectrales dans la plage d'emplacement de l'échantillon et mesure le spectre 400-1000 nm. Les figures 2 à 4 montrent la figure expérimentale.

Figures 2 - 4 Fig expérimentale

Spectrogrammes après le calcul du logiciel ENVI

Figure 2 - 5 spectres de référence blancs relatifs

Spectre de réflectance relative en position 1 Spectre de réflectance relative en position 2             

Spectre de réflectance relative en position 3 Spectre de réflectance relative en position 4                     

Spectre de réflectivité relative de la position 5 Spectrogramme de réflectivité relative du centre de l'échantillon              

3. Conclusion expérimentale

Comme le montre la comparaison des données de test des cinq positions de l'échantillon, le spectre de réflexion de la surface globale de l'échantillon est différent. La caméra à lumière visible capte la position la plus brillante. La réflectivité relative dans la bande 450-1000 nm était en moyenne d'environ 50 %, tandis que la caméra à lumière visible capte la position la plus sombre, et la réflectance relative dans la bande 450-1000 nm était en moyenne d'environ 40 %. La réflectance globale dans les bandes extérieures visibles et postérieures est relativement stable sans pic caractéristique. Selon la requête de la littérature, les caractéristiques spectrales du jade hétien vont de l'infrarouge court à l'infrarouge lointain, donc pour mesurer les caractéristiques spectrales de Hejade avec plus de précision, la spectrométrique i S pec F-NIR / WNIR pour le test au sol.

Figure 3-1 Spectromètre d'objet au sol portable iSpecField-NIR / WNIR