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.

Kolegij Daljinska istraživanja nudi se kao izborni predmet profila na profilima Automatika i robotika, Komunikacijske i svemirske tehnologije, Računalno modeliranje u inženjerstvu i Informacijsko i komunikacijsko inženjerstvo u 1. i 3. semestru diplomskog studija. Na svim ostalim profilima diplomskog studija kolegij se nudi kao slobodni izborni predmet. Nositelji predmeta su Dario Bojanjac i Marko Bosiljevac, a više o načinu izvođenja i obavijestima iz tekućeg semestra možete pronaći na fakultetskoj stranici kolegija. 

Cilj kolegija je da svaki student:

• razumije princip rada radara sa sintetičkom aperturom (SAR),
• snimi vlastitu radarsku sliku radarom koji smo razvili na zavodu,
• implementira neki od algoritama za rekonstrukciju slike kako bi mogao interpretirati slike koje je sam prethodno snimio.

Tjedni plan nastave s preporučenim čitanjima:

1. Uvod u daljinska istraživanja. Princip rada radara.
   Wiki, Radar i Remote Sensing
   predavanje 2022./2023. Kako radi radar?, video
    
2. Fourierov red i primjene u analizi signala.
   3Blue1Brown, But what is a Fourier series?, video
   Gilbert Strang, Fourier Series and Integrals, skripta
    
3. Fourierova transformacija.
   3Blue1Brown, But what is the Fourier Transform?, video
   3Blue1Brown, The more general uncertainty principle, regarding Fourier transforms, video
   3Blue1Brown, But what is a convolution?, video
   predavanje 2022./2023. Fourierova transformacija i analitički signal, video
    
4. Analitički signal i Hilbertova transformacija. IQ postupak.
   math&physics with intuition, Hilbert transform and its geometrical meaning, video
   Olli Koskivaara, The Hilbert Transform, skripta
   predavanje 2022./2023. Hilbertova transformacija i IQ postupak, video
    
5. Diskretna Fourierova transformacija i FFT.
   Steve Brunton, The Fast Fourier Transform (FFT), video
   Erik Demaine, Divide & Conquer: FFT, video
   J. Dongarra, F. Sullivan, Guest Editors Introduction to the top 10 algorithms, Computing in Science & Engineering, Jan.-Feb. 2000, pp. 22-23, vol. 2
   Nicholas J. Higham,  On the top 10 algorithms in applied mathematics, Princeton University Press
   Kevin Wayne, Convolution and FFT, slideovi
    
6. Uvod u valne fenomene. Elektromagnetski valovi.
   3Blue1Brown, Divergence and curl: The language of Maxwell's equations, fluid flow, and more, video
   Alexander Fufaev, The 4 Maxwell Equations. Get the Deepest Intuition!, video
    
7. Detekcija statičnog objekta i objekta koji se kreće.
   predavanje 2022./2023. Detekcija statičnog objekta i objekta koji se kreće, video
    
8. Međuispit
    
9. Snimanje Dopplerovim radarom i određivanje brzine objekta.
   predavanje 2022./2023. Snimanje Dopplerovim radarom i određivanje brzine objekta, video
   
    
10. Utjecaj šuma i kompresija impulsa. Radarska funkcija.
    predavanje 2022./2023. Korelacijski prijamnik, video
     
11. FMCW radar.
     
12. Metoda stacionarne faze i primjene.
    Michael G. Rozman, Integration of Fast Oscillating Functions, skripta
    predavanje 2022./2023. Metoda stacionarne faze, video
     
13. Model slike snimljene radarom sa sintetičkom aperturom i omega-k algoritam.
    predavanje 2022./2023. Model SAR slike i Omega-K algoritam, video
    C. A. Bouman, An In-depth Guide to the Methods of Computational Imaging, SIAM News
    M. Burger, Learning in Image Reconstruction: A Cautionary Tale, SIAM News
     
14. Implementacija omega-k algoritma.
15. Predaja projekta.

Literatura:

• D. Bojanjac, M. Bosiljevac, F. Turčinović, Kako snimiti i rekonstruirati SAR sliku, skripta
• M. Cheney, B. Borden, Fundamentals of Radar Imaging, SIAM 2009

Slični kolegiji u svijetu:

Remote Sensing, EPFL