Original paper

Overview of Experimental Setups in Spectroscopic Laboratory Measurements - the SpecTour Project

[Bei spektrometrischen Messungen werden oftmals für gleiche Objekte unterschiedliche Ergebnisse der Spektralsignaturen ermittelt]

Jung, András; Götze, Christian; Glässer, Cornelia

Abstract

The spectral signatures differ in many ways; even for the same material the captured data is significantly influenced by data collection method, equipment and other parameters influencing the general experimental setup. Spectral measurements are primary information sources in hyperspectral remote sensing. Portable device-based spectroscopy has significantly accelerated high resolution data production and the risk of uncontrolled error propagation. The number of spectral library producers and users is increasing. The growing challenges of spectral libraries initiated the project SpecTour. SpecTour networks portable spectrometer users in order to provide an overview of their measurement routines, equipment, general attitudes and, most of all, the spectra. The project requires active attendance by its participants and is performed in a round-robin approach. The philosophy of the project is “Just measure like you always do!“. The illumination parameters, work ow or other technical parameters are not predetermined, but the participants have to ll out a setup protocol. More than 36 spectrometers from Europe, Israel and USA have been involved in the experiment (last update: March 2012). All of the instruments are commercially available. The primary results show that the differences between the normalized spectra for the same reference panels are over 20 % and the quality of the spectra vary considerably. Evidence from the present and realistic measurement situation can be used to quantitatively highlight the lack of standards. This paper gives a general overview of the measurements and data acquisition techniques. The results of the setup protocols are evaluated and discussed here. The project is still running (SpecTour 2012) and is open to anyone who is an active field spectrometer user and would like to share spectra and practice.

Kurzfassung

Dabei können die Probenahme, die Laborausstattung und andere Parameter den Auf bau sowie den Ablauf des Experimentes beein ussen. In der hyperspektralen Fernerkundung sind spektrale Messungen wichtige primäre Informationsquellen. Aufgrund der steigenden Anzahl von Nutzern und der dabei entstehenden spektralen Bibliotheken wird auch das Risiko von nicht aufgespürten Fehlern erhöht. Vor diesem Hintergrund ist das Hauptziel des Projektes ,,SpecTour“ das Networking von Gruppen mit Spektrometern, um einen Überblick über ihre Messroutinen, ihre Ausstattung, die Gewohnheiten und die entstandenen Spektren zu schaffen. Das Projekt, angelegt als Ringversuch, benötigt eine aktive Beteiligung aller Teilnehmer. Die Philosophie des Projekts ist dabei ,,just measure like you always do!“, d.h. die Beleuchtungsparameter, der Messauf bau sowie -ablauf werden nicht festgelegt. Alle Parameter werden aber in einem Messprotokoll festgehalten. Mehr als 36 im Handel verfügbare Spektrometer aus Europa, Israel und den USA sind bisher in dem Experiment zum Einsatz gekommen (Stand: März 2012). Die ersten Ergebnisse zeigen, dass zwischen den zu messenden Referenzmaterialien eine Variabilität von über 20 % auftritt. Ebenso sind Qualitätsunterschiede festzustellen. Die aktuelle Messsituation innerhalb der Community zeigt das Fehlen von Normen und Standards deutlich. Dieser Artikel präsentiert einen Überblick über die Auswertung der Messprotokolle aller bisherigen Teilnehmer. Das Projekt ist erreichbar unter SpecTour (2012). Jedem aktiven Nutzer von Feldspektrometern bieten wir die Möglichkeit, an diesem Experiment teilzunehmen.

Keywords

spectral laboratory measurementsportable spectrometersexperimental setupspectour