Original paper

Hyperspectral Remote Sensing with the UAS “Stuttgarter Adler” – System Setup, Calibration and First Results

[Hyperspektrale Fernerkundung mit dem UAS "Stuttgarter Adler" - Systemübersicht, Kalibrierung und erste Ergebnisse]

Büttner, Axel; Röser, Hans-Peter

Abstract

The UAS “Stuttgarter Adler” was designed as a flexible and cost-effective remote-sensing platform for acquisition of high quality environmental data. Different missions for precision agriculture applications and BRDF-research have been successfully performed with a multispectral camera system and a spectrometer as main payloads. Currently, an imaging spectrometer is integrated in the UAS as a new payload, which enables the recording of hyperspectral data in more than 200 spectral bands in the visible and near infrared spectrum. The recording principle of the hyperspectral instrument is based on a pushbroom line scanner. Each line is stored as a matrix image with spectral information in one axis and spatial information in the other axis of the image. Besides a detailed specification of the system concept and instrument design, the calibration procedure of the hyperspectral sensor system is discussed and results of the laboratory calibration are presented. The complete processing chain of measurement data is described and first preliminary results of measurement-flights over agricultural test sites are presented. German Am Institut für Raumfahrtsysteme (IRS) der Universität Stuttgart wurde in den letzten Jahren das UAS ,,Stuttgarter Adler“ als flexible Fernerkundungsplattform entwickelt und erfolgreich zur multispektralen Fernerkundung sowie für BRDF-Messungen eingesetzt. Aktuell befindet sich als neue Nutzlast ein abbildendes Spektrometer in der Erprobung. Dieses ermöglicht die Aufzeichnung von hyperspektralen Daten in über 200 Bändern im sichtbaren und nahen infraroten Spektralbereich. In diesem Beitrag wird die Integration und Inbetriebnahme des hyperspektralen Sensors als neue Nutzlast erläutert. Dabei werden neben einer detaillierten Beschreibung des Sensorsystems auf dessen radiometrische und spektrale Kalibrierung sowie das Prozessieren der Daten eingegangen und erste Erfahrungen und Ergebnisse des Systems im Einsatz diskutiert.

Kurzfassung

Hyperspektrale Fernerkundung mit dem UAS „Stuttgarter Adler“ – Systemübersicht, Kalibrierung und erste Ergebnisse. Am Institut für Raumfahrtsysteme (IRS) der Universität Stuttgart wurde in den letzten Jahren das UAS „Stuttgarter Adler“ als flexible Fernerkundungsplattform entwickelt und erfolgreich zur multispektralen Fernerkundung sowie für BRDF-Messungen eingesetzt. Aktuell befindet sich als neue Nutzlast ein abbildendes Spektrometer in der Erprobung. Dieses ermöglicht die Aufzeichnung von hyperspektralen Daten in über 200 Bändern im sichtbaren und nahen infraroten Spektralbereich. In diesem Beitrag wird die Integration und Inbetriebnahme des hyperspektralen Sensors als neue Nutzlast erläutert. Dabei werden neben einer detaillierten Beschreibung des Sensorsystems auf dessen radiometrische und spektrale Kalibrierung sowie das Prozessieren der Daten eingegangen und erste Erfahrungen und Ergebnisse des Systems im Einsatz diskutiert.

Keywords

calibrationdirect georeferencinghyperspectralremote sensingunmanned aerial system