OSM-IR – Ein Tool zur Simulation von maritimen Szenen im Infraroten

Simulationsprogramm von Meeresoberflächen im IR

OSM-IR (Ocean Surface Modeling – IR) ist ein Computerprogramm mit grafischer Benutzeroberfläche zur radiometrischen Berechnung (IR-Band SWIR, MWIR und LWIR) und Visualisierung von maritimen Szenen bestehend aus einer dynamischen Meeresoberfläche und statischem, wolkenlosen Himmel. Anwendungsfelder des Computerprogramms sind z. B. die Bestimmung der Gefährdungsbereiche und die Risikoabschätzung bei Laserlichtreflexion an der dynamischen Meeresoberfläche. Die wichtigsten Eingabeparameter für OSM-IR sind die meteorologischen Parameter Windgeschwindigkeit, Windrichtung und Windlauflänge sowie die Sensorparameter Sensorhöhe, Sensorneigungswinkel und Gesichtsfeld. In OSM-IR können auch externe Strahlungsquellen wie die Sonne zur Berechnung der Strahldichte des Sonnenglitzerns (Sunglint) oder eine Laserquelle integriert werden. Bei Letzterer wird die an der Meeresoberfläche reflektierte, von einem Sensor empfangene Gesamtlaserleistung berechnet. Für beide Lichtquellen wird die bidirektionale Reflexionsverteilungsfunktion (BRDF) der Meeresoberfläche berücksichtigt.

Funktionalitäten von OSM-IR

• Schnelle Berechnung einer maritimen Szene bestehend aus Meeresoberfläche und Himmel im Infraroten
• Detaillierte Simulation der reflektierten Leistung (Strahldichte) eines Laserstrahls (von Sonnenlicht) unter Berücksichtigung der BRDF der Meeresoberfläche
• Simulation von Schaumkronen (whitecaps), Kabbelwasser (choppy waves) und Polarisationseffekten der Meeresoberfläche
• Visualisierung der Simulationsergebnisse

Anwendungsfelder

• Berechnung auftretender Strahlungsleistung beim Einsatz von Lasern im maritimen Umfeld
• Modellvalidierung mit Messdaten: Validierung der BRDF durch Messungen der an der Wasseroberfläche reflektierten Laserleistung bei unterschiedlichen meteorologischen und geometrischen Parametern von Laserquelle und Empfänger
• Entwicklung von Laserschutzkonzepten zur Risikoabschätzung bei Betrachtung von an der Meeresoberfläche reflektiertem Laserlicht