iSpecHyper系列多旋翼無人機(jī)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(jī)機(jī)載高光譜成像系統(tǒng)，該系統(tǒng)由高光譜成像相機(jī)、穩(wěn)定云臺、機(jī)載控制與數(shù)據(jù)采集模塊、機(jī)載供電模塊等部分組成。

iSpecHyper-VM 系列多旋翼無人機(jī)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(jī)機(jī)載高光譜成像系統(tǒng)，該系 統(tǒng)由高光譜成像相機(jī)、穩(wěn)定云臺、機(jī)載控制與數(shù)據(jù)采集模塊、機(jī)載供電模塊等部分組成 。 iSpecHyper-VM系列機(jī)載無人機(jī)高光譜成像系統(tǒng)采用了內(nèi)置或外置掃描系統(tǒng)和增穩(wěn)系統(tǒng)，成功克服了小型無人機(jī)系統(tǒng)搭載推掃式高光譜相機(jī)時(shí)，由于無人機(jī)系統(tǒng)的震動造成的成像質(zhì)量差的問題，同時(shí)具有高光譜分辨率和優(yōu)異的成像性能。

iSpecHyper-VM 系列機(jī)載無人機(jī)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(jī)抖動引起的圖像扭曲與模糊。該系統(tǒng)與大疆 M600 pro 無人機(jī)適配，同時(shí)支持同類 型的多種無人機(jī)，iSpecHyper 機(jī)載無人機(jī)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)域，系 統(tǒng)支持配件升及定制化開發(fā)，為教育科研、智慧農(nóng)業(yè)、目標(biāo)識別、軍事反*裝等行業(yè)應(yīng)用域提供了 高性價(jià)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、葉片葉綠素含量測量

5.土壤分析、生物質(zhì)研究、海洋監(jiān)測

技術(shù)優(yōu)勢特點(diǎn)

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(jì)，點(diǎn)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(biāo)光譜實(shí)時(shí)匹配搜索功能

5.懸停拍攝與無人機(jī)推掃兩種工作模式，無需高精度慣導(dǎo)系統(tǒng)，圖像實(shí)時(shí)自動拼接·操作方便

6.監(jiān)控拍攝效果·輔助取景攝像頭實(shí)時(shí)可見，無需業(yè)無人機(jī)操控手，可實(shí)現(xiàn)單人操作·圖像實(shí)時(shí)回傳

7.通過地面站實(shí)時(shí)觀測飛機(jī)采樣地點(diǎn)并可利用地面站設(shè)置逐點(diǎn)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(shí)時(shí)常用植被指數(shù)計(jì)算功能：歸一化植被指數(shù)（NDVI）、比值植被指數(shù)（RV）、增強(qiáng)植被指數(shù)（E/I）、 大氣阻抗植被指數(shù)（ARVI）、改進(jìn)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(shí)時(shí)分析模型輸入功能

11.數(shù)據(jù)格式兼容 Evince、Envi、SpecSight 等數(shù)據(jù)分析軟件

無人機(jī)靶標(biāo)布

1.光譜范圍：250-2500nm

2.反射率：3%/5%/10%/20%/30%/40%/50%/60%/70%/80%/≥98%（帶原廠溯源反射率數(shù)據(jù)測試報(bào)告）

3.尺寸：500×500mm

4.工業(yè)便攜式手提箱、PET防塵保護(hù)、帶除塵套裝

數(shù)據(jù)采集分析軟件

軟件功能

1.數(shù)據(jù)導(dǎo)入：原始數(shù)據(jù)、光譜定標(biāo)文件、相對定標(biāo)文件

2.數(shù)據(jù)分塊：軌跡裁切、數(shù)據(jù)裁切、數(shù)據(jù)預(yù)覽、光譜顯示、軌跡顯示

3.數(shù)據(jù)糾正：非均勻校正、靶標(biāo)提取、反射率計(jì)算、幾何糾正、影像顯示

4.航帶拼接：自動拼接、拼接線編輯 5. 數(shù)據(jù)導(dǎo)出：分幅導(dǎo)出、整幅導(dǎo)出

5.采集功能：光譜相機(jī)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(yuǎn)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

6.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(fèi)更新）

無人機(jī)高光譜水體多參數(shù)解析流程

無人機(jī)高光譜水環(huán)境檢測技術(shù)路線圖

基于高光譜技術(shù)的天空地一體化水質(zhì)監(jiān)測解決方案，包括無人機(jī)載、地面定點(diǎn)和水面水下等多款產(chǎn)品， 并通過定量反演實(shí)時(shí)監(jiān)測河道水體的總氮、總磷、葉綠素、氨氮、濁度和高錳酸鹽指數(shù)（COD）等多個(gè)參數(shù)。

無人機(jī)高光譜數(shù)據(jù)預(yù)處理

水質(zhì)反演快視功能包含解析軟件，可實(shí)現(xiàn)影像查看、水體提取以及水質(zhì)參數(shù)反演、結(jié)果統(tǒng)計(jì)及水質(zhì)參數(shù) 制圖等功能。影像查看功能可將處理好的高光譜反射率數(shù)據(jù)導(dǎo)入并查看，點(diǎn)選。水質(zhì)提取功能先計(jì)算水體 指數(shù)，之后進(jìn)行水體邊界提取。水質(zhì)參數(shù)反演可實(shí)現(xiàn)葉綠素 a、懸浮物、總氮、總磷、氨氮、化學(xué)需氧量等 的水體參數(shù)反演。結(jié)果統(tǒng)計(jì)及水質(zhì)參數(shù)制圖功能可對反演參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)輸出，并用不同色塊顯示不同濃度 等，對大部分指標(biāo)精度達(dá)到 80%以上。

應(yīng)用案例

主要技術(shù)指標(biāo)

典型應(yīng)用域

農(nóng)林域應(yīng)用

1.農(nóng)林災(zāi)害監(jiān)測

運(yùn)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：

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(yán)重程度，對大面積的森林火災(zāi)評 估有重要的經(jīng)濟(jì)作用。

2.精細(xì)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(shí)了解作物的長勢，采取有效的增產(chǎn)措施均 具有積的意義，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(shí)，快速分類識別就非常重要，因?yàn)椴煌魑?，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(jī)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(jìn)而達(dá)到快速有效識別。其識 別率可高達(dá)95%。

3.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(jìn)行 測量和分離則較易實(shí)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。

4.植被群落、植被種類的分類與識別；

5.冠層結(jié)構(gòu)、狀態(tài)或活力的評價(jià)、冠層水文狀態(tài)與冠層生物化學(xué)性質(zhì)的估計(jì)；

6.葉片的基本生物物理化學(xué)成分的研究

水質(zhì)、地質(zhì)及環(huán)境監(jiān)測域應(yīng)用

1.水質(zhì)監(jiān)測

高光譜遙感數(shù)據(jù)的精細(xì)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(jìn)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。

2.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(jī)質(zhì)、懸浮沉淀物、半淹 沒水生植物；

3.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；

4.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第* 生產(chǎn)力。

5.地質(zhì)勘探/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為有效，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)域扮演了重用角色，依據(jù)實(shí)測的巖石礦物波譜特征， 對不同巖石類型進(jìn)行直接識別，達(dá)到直接提取巖性的目的。

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(yuǎn)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(xì)信息。

6.環(huán)境監(jiān)測

紅邊位置是綠色植物的光譜曲線在 680nm-760nm 區(qū)間反射率增長快的點(diǎn)，也就是曲線在此區(qū)間的 拐點(diǎn)，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(lán)移”。

7.大氣環(huán)境評價(jià)

大氣中的分子和粒子成分在太陽反射光譜中有強(qiáng)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(xì)微差異。

根據(jù)目標(biāo)光譜與*裝材料光譜特性的不同，利用高光譜技術(shù)可以從*裝的物體中自動發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，在調(diào)查 *器生產(chǎn)方面，超光譜成像光譜儀不但可探測目標(biāo)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)*器的種類，特別是攻擊性*器利用 短波紅外高光譜成像識別戰(zhàn)場環(huán)境中*裝網(wǎng)，上圖為真彩色原始圖像，下圖為經(jīng)過處理的*裝網(wǎng)識別圖像。

通過機(jī)載高光譜對機(jī)場小飛機(jī)目標(biāo)進(jìn)行探測，在原始影像中提取飛機(jī)目標(biāo)的均值光譜作為探測的目標(biāo) 光譜，采用目標(biāo)探測算法，提取機(jī)場中非可視的小目標(biāo)。