Daljinska istraživanja

Daljinska istraživanja (eng. remote sensing) naziv je za skup metoda za prikupljanje informacija o nekom objektu ili pojavi bez fizičkog kontakta s tim objektom. Neke od primjena daljinskih istraživanja su snimanje Zemlje iz svemira, dubinsko sondiranje oceana, praćenje učinka klimatskih promjena na ledenjacima, nadzor trudnoće pomoću ultrazvuka, a najpoznatije tehnologije su radar, lidar, MRI (eng. Magnetic Resonance Imaging), PET (eng. Positron Emission Tomography) i mnoge druge. Prednosti daljinskih istraživanja su u nenarušavanju objekta ili područja promatranja, a omogućuju i mjerenja na udaljenim, nedostupnim i za ljude opasnim područjima. Daljinska istraživanja povezuju različita područja elektrotehnike, računarstva i područje matematičkog modeliranja s ciljem usavršavanja postojećih metoda, ali i razvoja novih metoda i novih primjena. Kolegij će se izvoditi izmjenjivanjem teorijskih i praktičnih aspekata daljinskih istraživanja s ciljem boljeg povezivanja i razumijevanja novih pojmova i tehnologija. Na taj način povezat će se i produbiti znanja matematičkog modeliranja, obrade signala i elektromagnetizma u cilju razvoja, demonstracije i primjene ideja mikrovalnog snimanja i radara sa sintetičkom aperturom te povezivanja s algoritmima za rekonstrukciju slike. Snimke predavanja možete pronaći na YouTube playlisti.

Nositelji predmeta su Dario Bojanjac i Marko Bosiljevac.

Opis predmeta možete pronaći na stranici diplomskog studija.

 

Tjedni plan nastave:

  1. Uvod u daljinska istraživanja. Elektromagnetski valovi i elektromagnetski spektar primjenjiv u daljinskim istraživanjima.
  2. Širenje valova. Planarni elektromagnetski val. Gušenje, refleksija, transmisija i polarizacija.
  3. Praktični aspekti mjerenja elektromagnetskoga zračenja.
  4. Raspršenja elektromagnetskoga vala. Greenova funkcija. Lippmann-Schwingerova jednadžba.
  5. Praktične metode za detekciju i evaluaciju raspršenja.
  6. Primjene asimptotske analize u raspršenju elektromagnetskih valova. Metoda stacionarne faze i Bornova aproksimacija.
  7. Detekcija vala raspršenog od stacionarnog i nestacionarnog objekta.
  8. Međuispit.
  9. Radar s inverznom sintetičkom aperturom (ISAR) i primjene.
  10. Radar sa sintetičkom aperturom (SAR) i primjene.
  11. Laboratorijska realizacija radara sa sintetičkom aperturom.
  12. Rekonstrukcija slike kod radara sa sintetičkom aperturom.
  13. Algoritmi za rekonstrukciju slike kod radara sa sintetičkom aperturom.
  14. Primjena algoritama za rekonstrukciju slike na rezultatima dobivenim laboratorijskim mjerenjima
  15. Završni ispit.

 

Literatura:

M. Cheney, B. Borden, Fundamentals of Radar Imaging, SIAM 2009

 

Termin konzultacija:

Na konzultacije i ostale razgovore možete doći utorkom od 15:30 do 16:30 te četvrtkom od 15:15 do 16:00 uz prethodnu najavu mailom. Konzultacije se održavaju u mom uredu (Zavod za podkist), C13-03 na Zavodu za komunikacijske i svemirske tehnologije.

 

Znanstveni radovi:

K. J. Langenberg, et. al., Principles of Microwave Imaging and Inverse Scattering, EARSeL Advances in Remote Sensing

M. Cheney, Tomography problems arising in Synthetic Aperture Radar, Lund University, technical report

M. Cheney, A mathematical tutorial on synthetic aperture radar, SIAM review 2001

M. Cheney, B. Borden, Problems in synthetic-aperture radar imaging, Inverse Problems 25 (2009)

S. A. Khosnhevis, A. Ghorshi, A tutorial on tomographic synthetic aperture radar methodsSN Applied Sciences, vol2 2020

 

Slični kolegiji:

Remote Sensing, EPFL

 

YouTube predavanja:

01. Uvod u tomografiju i inverzne probleme

02. Princip rada radara

03. Osnove analitičkog signala i IQ demodulator

04. Analitički signal i Hilbertova transformacija

05. Maxwellove jednadžbe i valovi

06. Detekcija statičnog objekta

07. Detekcija objekta koji se kreće

08. Prilagođeni filtar i korelacijski prijamnik

09. Raspršenje elektromagnetskih valova

10. Raspršenje elektromagnetskoga vala u kontekstu daljinskih istraživanja

11. Model antene, incidentnog vala i optimalan prijam raspršenog vala

12. Generiranje radarske slike