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全套解决计划|无人机高光谱技能在各行各业的使用

1. 简介

成像技能和光谱技能是传统的光学技能的两个重要方向,成像技能可以获得物体的印象,得到其空间信息;光谱技能可以得到物体的光学信息,从而研讨其物质特色。20世纪70年代曾经,成像技能和光谱技能是彼此独立的学科,跟着遥感技能的开展,成像光谱技能敏捷开展起来,它是一种快速、无损的检测技能,具有光谱分辨率高、多波段和图谱合一的特色,能在大标准范围内辨认地表并深入研讨其地表物质的成分及结构。现在成像光谱技能已经成为遥感技能的开展趋势之一,并在军事侦查、海洋遥感、地质勘探、植被剖析等范畴得到越来越广泛的使用。

跟着无人机技能的日益老练,依据无人机渠道的新式遥感技能异军突起,得到遥感工作人员的喜爱,科研工作者更对其在职业上的使用远景予以众望。现在无人机搭载成像光谱仪在农业上可用于确诊作物长势、病虫害状况以及土壤肥力等;在环境保护方面可用于检测海洋、湖泊的化工原料污染、富营养化等;在林业范畴可用于检测林火、林业病害、林木存活率、林木品种区分等;在矿藏资源范畴上可用于石油、矿藏矿藏等范畴的勘测;在考古范畴可用于古村落的修正、文物遗址的勘查等;在通讯部分可用于电缆绝缘子的勘测等。

2. 硬件设备

搭载于大疆M600pro的GaiaSky-mini是四川双利合谱科技有限公司的工程师们精心打造的一款用于无人机载的高光谱成像相机(包含云台),其分量仅为1.5kg,其波段数为256,光谱分辨率为3.5nm,当飞翔高度为300m时,高光谱图画的空间分辨率约为12cm,获取地上200亩的印象数据只需求15分钟,即一个架次。无人机高光谱职业使用解决计划的软硬件设备包含:M600 pro,高光谱相机,RoninMX,光谱校对板,地上站,操控剖析软件。

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图1 无人机高光谱体系起飞监测河流水污染示意图

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图2 无人机高光谱体系起飞监测林业病害示意图

3. 软件设备

四川双利合谱科技有限公司自主研制的无人机高光谱数据收集体系SpecView可完成实时获取高光谱成像信息,以第三方软件如ENVI、ERDAS、Matlab简略解析的数据格式.raw存储数据文件,对应每条数据软件主动生成头文件,一起记载飞机飞翔过程中的姿势信息、经纬度、高度、高光谱相机陈述时刻和增益等,并可经过多波段兼并的办法下降数据量,进步数据质量。经过简略的是非帧可快速获取地物的光谱反射率。体系界面友爱,操作简略,处理过程中无需人工干预。

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图3 无人机高光谱数据收集软件

针对大范围获取无人机高光谱数据的客户,双利合谱和中科院遥感所一起研制了一款无人机高光谱数据拼接软件,该软件界面简练,操作人性化且功能强大。主要功能有印象数据的导入导出,印象数据的挑选、拼接参数的设置,拼接成果预览、拼接高光谱数据等。

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图4 无人机高光谱拼接软件

4. 职业使用

以精准农业为例,获取大田作物的无人机高光谱印象数据,然后对印象数据进行是非帧校对得到反射率,使用无人机高光谱拼接软件对反射率数据进行拼接,最终使用相关模型得到大田作物的长势状况和上肥、灌溉的解决计划等,如下图所示。

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图5 作物长势NDVI图,值越高长势越好

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图6 作物氮堆集量,值越小,需求上肥越多

全套解决计划|无人机高光谱技能在各行各业的使用

图7 作物含量量分布图,值越小,需求灌溉的水越多

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