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產(chǎn)品簡介
詳細介紹
iSpecHyper系列多旋翼無人機高光譜成像系統(tǒng)是萊森光學(xué)（LiSen Optics）一款基于小型多旋翼無人機機載高光譜成像系統(tǒng)，該系統(tǒng)由高光譜成像相機、穩(wěn)定云臺、機載控制與數(shù)據(jù)采集模塊、機載供電模塊等部分組成。iSpecHyper機載無人機高光譜成像系統(tǒng)采用了*內(nèi)置掃描系統(tǒng)和增穩(wěn)系統(tǒng)，成功克服了小型無人機系統(tǒng)搭載推掃式高光譜相機時，由于無人機系統(tǒng)的震動造成的成像質(zhì)量差的問題，同時具有高光譜分辨率和優(yōu)異的成像性能。
iSpecHyper系列機載無人機高光譜成像系統(tǒng)配合定制開發(fā)的高性能穩(wěn)定云臺，能夠有效降低飛行過程中無人機抖動引起的圖像扭曲與模糊。該系統(tǒng)與大疆M600 pro無人機完美適配，同時支持同類型的多種無人機，iSpecHyper機載無人機高光譜成像系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、水環(huán)境等行業(yè)領(lǐng)域，系統(tǒng)支持配件升級及定制化開發(fā)，為教育科研、智慧農(nóng)業(yè)、目標識別、軍事反偽裝等行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域提供了高性價比解決方案。
典型應(yīng)用
1.植被研究，農(nóng)作物健康，森林樹冠研究
2.林業(yè)科學(xué)，環(huán)境調(diào)查，農(nóng)業(yè)調(diào)查
3.水體研究，氣候研究，生態(tài)研究
4.氮含量測量，葉片葉綠素含量
5.土壤分析，生物質(zhì)研究，海洋監(jiān)測
技術(shù)優(yōu)勢特點
1.光譜范圍400-1000nm，分辨率優(yōu)于3nm
2.高性能分光系統(tǒng)、大靶面CCD圖像傳感器，高靈敏度、高像質(zhì)
3.全靶面高成像質(zhì)量光學(xué)設(shè)計，點列斑直徑小于0.5像元
4.高光譜分辨率，大視場，數(shù)據(jù)采集效率高目標光譜實時匹配搜索功能
5.懸停拍攝與無人機推掃兩種工作模式，無需高精度慣導(dǎo)系統(tǒng)，圖像實時自動拼接·操作方便
6. 監(jiān)控拍攝效果·輔助取景攝像頭實時可見，無需專業(yè)無人機操控手，可實現(xiàn)單人操作·圖像實時回傳
7.通過地面站實時觀測飛機采樣地點并可利用地面站設(shè)置逐點采集的航線·數(shù)據(jù)預(yù)覽及矯正功能
8.輻射度校正、反射率校正、區(qū)域校正支持批處理
9.實時常用植被指數(shù)計算功能：歸一化植被指數(shù)（NDVI）、比值植被指數(shù)（RV）、增強植被指數(shù)（E/I）、大氣阻抗植被指數(shù)（ARVI）、改進紅邊比值植被指數(shù)（mSR705）、、Vogelmann紅邊指數(shù)（VOG）、光化學(xué)植被指數(shù)（PR）、結(jié)構(gòu)不敏感色素指數(shù)（SIP）、歸一化氮指數(shù)（NDNI）、類胡蘿卜素反射指數(shù)1（CR11）、類胡蘿卜素反射指數(shù)2（CRI2）、花青素反射指數(shù)1（AR11）、花青素反射指數(shù)2（ARI2）、水波段指數(shù)（WB1）、歸一化水指數(shù)（NDW）、水分脅迫指數(shù)（MS）、歸一化紅外指數(shù)（ND）、歸一化木質(zhì)素指數(shù)（NDL）、纖維素吸收指數(shù)（CAl）、植被衰減指數(shù)（PSRI）、調(diào)整土壤亮度的
10.支持自定義實時分析模型輸入功能
11.數(shù)據(jù)格式完美兼容Evince、Envi、SpecSight等數(shù)據(jù)分析軟件
高光譜曲線
軟件操作界面
數(shù)據(jù)采集分析軟件介紹
采集功能：光譜相機控制，數(shù)據(jù)采集，自動曝光，自動掃描速度匹配，輔助攝像頭功能，支持遠程遙控，支持巡航+慣導(dǎo)采集模式，數(shù)據(jù)支持ENVI等第三方分析軟件。數(shù)據(jù)預(yù)處理功能：反射率校正、區(qū)域校正、輻射度校正、光譜及圖像數(shù)據(jù)預(yù)覽功能等（一年內(nèi)免費更新）。
案例應(yīng)用
主要技術(shù)指標
型 號 | iSpecHyper-VM100 | iSpecHyper-VM200 |
波長范圍 | 400-1000nm | 400-1000nm |
數(shù)值孔徑 | F/2.6或F/2.4 | |
光譜分辨率 | ≤3.0nm | ≤2.1nm |
全副像素 | 1920（空間維）x1200（光譜維） | 1920（空間維）×1080（光譜維） |
探測器靶面尺寸 | 7.1mm×11.3mm | 8mm×14.2mm |
光譜通道數(shù) | 270 | 270 |
空間通道數(shù) | 400（2X）/800（4X） | 480（2X）/960（4X） |
探測器 | CMOS | 高靈敏度CCD |
拍攝方式 | 無人機外置推掃 | |
成像鏡頭 | 16mm/25mm/35mm/75mm(可選) | |
視場角(FOV) | 15.2°/21.6°@f=35mm | |
瞬時視場角（IFOV） | 0.7rmad/0.9mrad@ f=35mm | |
大幀頻 | 120fps（4X） | 80ps（4X） |
橫向視場 | 82米@35mm（飛行高度300米） | 111米@35mm（飛行高度300米） |
空間分辨率 | 0.168（@23mm，高度300米） | 0.118（@23mm，高度300米） |
單幅圖像分辨率 | 1392×1400（1X） 696×700（2X） | 1920×2080（1X） 960×1040（2X） |
GPS定位精度 | 米級 | 優(yōu)于0.3米 |
POS采集系統(tǒng) | 同步軟件觸發(fā) | 高精度硬件同步觸發(fā) |
地面工作站 | 遠程控制板卡、數(shù)傳天線 | 遠程控制板卡、RTK- GPS板卡，天線、數(shù)傳天線 |
搭載平臺 | 多旋翼無人機/大疆M600 PRO | |
高清相機 | 1500萬像素 | |
光譜相機像素位數(shù) | 12bit |
標準板反射率 | 50%，15%，30%，75%，95% |
標準板尺寸 | 0.5m×0.5m/ 0.25m×0.25m/ 1m×1m |
存儲容量 | 512G |
云臺及相機安裝空間 | （330懸掛高度）*200*260mm |
重量 | 5.5KG（高光譜相機及控制模塊、穩(wěn)定云臺、供電電池） |
工作電壓 | 12V |
功率 | 45W |
無人機高光譜在各領(lǐng)域的應(yīng)用
- 農(nóng)林領(lǐng)域應(yīng)用
運用高光譜圖像監(jiān)測農(nóng)作物遭受病蟲害的程度和作物的長勢，根據(jù)圖像的顏色判斷病害程度。如下圖：
農(nóng)作物病蟲害監(jiān)測 |
利用森林植被覆蓋度和土壤的相關(guān)指數(shù)監(jiān)測森林火災(zāi)的發(fā)生和燃燒嚴重程度，對大面積的森林火災(zāi)評估有重要的經(jīng)濟作用。
森林火災(zāi)監(jiān)測 |
精細農(nóng)林業(yè)數(shù)據(jù)監(jiān)測
高光譜遙感在農(nóng)業(yè)應(yīng)用中監(jiān)測作物的養(yǎng)分供應(yīng)狀況，對于及時了解作物的長勢，采取有效的增產(chǎn)措施均具有積極的意義，主要針對作物養(yǎng)分失調(diào)的形態(tài)診斷和化學(xué)分析適用于有限面積的作物及土壤的診斷和分析。另外，當(dāng)作物不止一種時，快速分類識別就非常重要，因為不同作物，肥料種類和用量都不一樣，如果只根據(jù)長勢圖施肥可能導(dǎo)致一些作物施肥過量而另一些施肥不足。無人機高光譜系統(tǒng)相比多光譜系統(tǒng)有更多譜段和更高光譜分辨率，因而可以在不同波長段獲取不同作物的不同響應(yīng)，進而達到快速有效識別。其識別率可高達95%。
植被/農(nóng)林生態(tài)調(diào)查
植被中的非光合作用組分用傳統(tǒng)寬帶光譜無法測量，而用高光譜對植被組分中的非光合作用組分進行測量和分離則較易實現(xiàn)。因此，可以通過高光譜遙感定量分析植冠的化學(xué)成分，監(jiān)測由于大氣和環(huán)境變化引起的植物功能的變化。
葉面積指數(shù)估算
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農(nóng)作物快速識別分類
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1、植被群落、植被種類的分類與識別；
2、冠層結(jié)構(gòu)、狀態(tài)或活力的評價、冠層水文狀態(tài)與冠層生物化學(xué)性質(zhì)的估計；
3、葉片的基本生物物理化學(xué)成分的研究
AVIRIS植被種類制圖，驗證精度可達90% |
農(nóng)作物生化組分填圖
- 水質(zhì)、地質(zhì)及環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域應(yīng)用
高光譜遙感數(shù)據(jù)的精細光譜分辨率可用于識別和估算水體中葉綠素、單寧酸和沉淀物的含量。進而監(jiān)測藻類生長和推斷水產(chǎn)研究中浮游生物的分布和魚群的位置。
1、估算和分析水域中d的吸收和散射成分，如葉綠素、浮游生物、不可溶解的有機質(zhì)、懸浮沉淀物、半淹沒水生植物；
2、識別和估算水域中葉綠素、黃色物質(zhì)及懸浮物的含量并用于水質(zhì)監(jiān)測；
3、通過對葉綠素的估算，監(jiān)視浮藻生長、浮游生物的分布位置和魚群位置，估算浮游生物的生物量和生產(chǎn)力。
- /土壤監(jiān)測
高光譜遙感技術(shù)通過對地表礦物質(zhì)識別用于尋找礦產(chǎn)資源，尤其對熱液蝕變礦床的勘探有效，并用于地球化學(xué)填圖和地質(zhì)制圖。高光譜遙感已經(jīng)在地質(zhì)領(lǐng)域扮演了重用角色，依據(jù)實測的巖石礦物波譜特征，對不同巖石類型進行直接識別，達到直接提取巖性的目的。
地質(zhì)巖性識別 |
地物中不同元素在光譜響應(yīng)中均對應(yīng)有不同的響應(yīng)波段。不同礦物在中遠紅外波段區(qū)間的響應(yīng)會存在不同的差異。因此可以根據(jù)不同礦物的化學(xué)組分提取礦物的詳細信息。
礦物填圖與DTM制圖 |
紅邊位置是綠色植物的光譜曲線在680nm-760nm區(qū)間反射率增長的點，也就是曲線在此區(qū)間的拐點，紅邊位置向左或者向右移動能夠間接反應(yīng)出植被的長勢及健康狀況，植被長勢好將向右移動，長勢差將向左移動，俗稱“藍移”。
利用MODIS推算大氣氣溶膠光學(xué)厚度 |
大氣環(huán)境評價
大氣中的分子和粒子成分在太陽反射光譜中有強烈反應(yīng)，常規(guī)寬波段遙感方法無法識別出由于大氣成分的變化而引起的光譜差異，高光譜由于波段很窄，能夠識別出光譜曲線的細微差異。
綜合污染等級 植被密集區(qū)域
- 軍事領(lǐng)域應(yīng)用
根據(jù)目標光譜與偽裝材料光譜特性的不同，利用高光譜技術(shù)可以從偽裝的物體中自動發(fā)現(xiàn)目標，在調(diào)查武器生產(chǎn)方面，超光譜成像光譜儀不但可探測目標的光譜特性、存在狀況，甚至可分析其物質(zhì)成分，根據(jù)工廠產(chǎn)生煙霧的光譜特性，直接識別其物質(zhì)成分，從而可以判定工廠生產(chǎn)武器的種類，特別是攻擊性武器利用短波紅外高光譜成像識別戰(zhàn)場環(huán)境中偽裝網(wǎng)，上圖為真彩色原始圖像，下圖為經(jīng)過處理的偽裝網(wǎng)識別圖像。
通過機載高光譜對機場小飛機目標進行探測，在原始影像中提取飛機目標的均值光譜作為探測的目標光譜，采用目標探測算法，提取機場中非可視的小目標。
