无人机载高光谱相机在农业遥感中的应用(演讲稿)课件

1、无人机载高光谱相机在农业遥感中的应用(演讲稿)无人机载高光谱相机在农业遥感中的应用(演讲稿)无人机载高光谱相机在农业遥感中的应用(演讲稿)四川双利合谱科技有限公司成立于2014年8月，前身为北京卓立汉光仪器有限公司高光谱事业部2006年开始从事高光谱业务2010年开始介入高光谱精准农业应用2013年开始自主研发便携式高光谱成像仪2014年开始自主研发无人机载高光谱成像仪2014年中国工程物理研究院团队携LCTF技术加入北京、绵阳两大研发中心，技术团队共15人北京、上海、深圳、成都、西安五个销售服务网点四川双利合谱科技有限公司成立于2014年8月，前身为北京卓大纲背景简介GaiaSky无人机载高

2、光谱相机实际飞行拍摄案例大纲背景简介一、背景简介农业遥感常用手段卫星影像地物光谱航空遥感一、背景简介农业遥感常用手段卫星影像地物光谱航空遥感航空遥感飞行平台载人飞机无人机固定翼多旋翼飞艇载荷多光谱相机高光谱相机凝视成像推扫成像现有的航空遥感解决方案航空遥感飞行平台载人飞机无人机固定翼多旋翼飞艇载荷多光谱相机品牌架构载人飞机航拍优势：图像效果好拍摄区域广问题：需要预约申请空域，地域和时间很受限制需要租用飞机，一次飞行成本极高品牌架构载人飞机航拍品牌架构无人机载航拍优势：设备成本低，操控相对容易飞行受限制相对较小，地域、时间自由度较高问题：挂载重量限制，直接影响相机飞机稳定性较低数据质量品牌架构无

3、人机载航拍ADC liteUHD185Micro-HyperspecTetraCam公司Cubert公司Headwall公司重量200g约500g约670g光谱范围红、绿、近红外450-950nm400-1000nm光谱通道数3通道125324光谱采样率4nm1.9nm光谱分辨率8nm未标识图像采集方式凝视成像，快速凝视成像，快速推扫成像空间分辨率320万像素（通常 2048*1536）2500spectra/Cube（50 * 50）640 * 推扫行数现有的典型无人机载用相机光谱通道数不够多不够细图像的空间分辨率太低推扫依赖飞行器，图像畸变难以修正ADC liteUHD185Micro-H

4、yperspecT三轴增稳云台实时稳定相机的姿态角，使之不受飞行器姿态变化影响保证相机始终稳定向下，一定程度抵消无人机振动的干扰GPS模块随时间记录飞行器地理位置信息航迹修正IMU惯性导航模块随时间记录飞行器姿态角信息姿态修正推扫成像飞行器姿态角定义图三轴增稳云台实时稳定相机的姿态角，使之不受飞行器姿态变化影响推扫成像的图像畸变问题（以上图片截取自某公司的无人机载高光谱相机产品资料）推扫成像的图像畸变问题（以上图片截取自某公司的无人机载高光谱二维光栅技术原理：采用正交叉型全息光栅做为分光器件，将成像面经准直后光束衍射后的0级及二维衍射光谱聚焦到二维成像器件上。然后通过数据处理将图像及光谱进行进

5、行还原。二维光栅技术优点：实时成像缺点：成像分辨率低光谱分辨率低光谱数据准确度与信噪比较低处于光栅衍射位置的像素点的信号是同一行（或列）的不同位置的不同波长的信号叠加，需要通过解析的方法将光谱提取出来，而解析的准确度与精度决定于参与计算的衍射维度和级次（如JY为提供光谱准确度，将二级衍射参与计算，这又进一步降低了空间分辨率）优点：实时成像二、GaiaSky系列无人机载高光谱成像仪基于内置推扫技术 GaiaSky-Mini基于LCTF凝视成像技术（面阵推扫） GaiaSky-Micro二、GaiaSky系列无人机载高光谱成像仪基于内置推扫技术GaiaSky-Mini适合中小范围区域测试和研究相机

6、重量1.2kg，全套系统小于4kg准凝视成像方式（内置推扫），13秒完成1组图像推荐搭配旋翼无人机，也可以搭配飞艇操控简单易学，测试图像实时预览GaiaSky-Mini适合中小范围区域测试和研究型号（GaiaField-mini）光谱范围400-1000（nm）光谱分辨率（30um）4nm数值孔径F/2.8全幅像素1392 （空间维）x 1040（光谱维） 相机输出16（bit）连接方式USB 2.0拍摄方式悬停（内置扫描）搭载平台旋翼无人机、无人飞艇、无人直升机等可悬停飞行器推荐：大疆飞行高度1000米（决定于无人机安全飞行高度）镜头18.5,23mm（可选）横向视角(FOVac，)2718

7、.5mm,2123mm横向视场234米18.5mm,186米23mm（飞行高度500米）扫描视场()33.518.5mm,2623mmBin方式1X2X(推荐)4X空间分辨率（23mm,高度500米）0.17m18.50.14m23mm0.34m18.50.27m23mm0.67m18.50.53m23mm扫描速度(line images/s)306084单幅拍摄速度（秒）601537重量总重2小时)103*31*35(+-1mm)云台及相机安装空间=330(悬挂高度)*200*260mm型号（GaiaField-mini）光谱范围400-1000GaiaSky-Micro适合大范围区域农业普

8、查相机重量3kg，全套系统小于5kg凝视成像方式，2秒完成1组图像可搭载各种飞行器，推荐固定翼无人机支持长航时测试和数据存储相机抗冲击能力达到军用级别，安全系数高GaiaSky-Micro适合大范围区域农业普查型号GaiaSky-NIRGaiaSky-VNIRGaiaSky-MicroGaiaSky-Mini重量18kg18kg3kg3kg波段900-1700nm400-1000nm400-1000nm400-1000nm工作距离5km5km5km1km工作模式LCTF凝视成像LCTF凝视成像LCTF凝视成像内置焦平面推扫成像像移补偿有有无无图像分辨率640*5202048*20482048*

9、20481392*800空间分辨率0.2m 3km高度0.2m 3km高度0.3m 1km高度0.27m 500m高度光谱分辨率15nm15nm15nm5nm视场角5.86*5.865.86*5.8610*1022*28扫描场1010无无20g 垂直20g 垂直5g 垂直15g 水平15g 水平10g 水平5g 垂直5g 垂直3g 垂直2g 水平2g 水平2g 水平20500Hz20500Hz20500Hz标配存储容量1TB1TB512GB256GB供电24V，可内置电池24V，可内置电池24V，可内置电池内置电池工作温度-2050-2050-2050-2050功耗52W52W20W20W八旋

10、翼无人机（大疆S1000）降落伞缓降机构抗冲击能力可选配降落伞缓降机构振动适应性三轴无刷增稳云台可选附件图像传输模块:5.8GHz,1.2kg(空旷)，远距离可订制数传模块:900MHz,1W,64km（空旷），建议共用无人机数据惯性导航模块型号GaiaSky-NIRGaiaSky-VNIRGaiaS品牌架构关于GaiaSky-Mini的一些技术特点设计好处内置扫描技术，悬停拍摄不借助飞行器推扫，减少成像过程中的振动干扰降低飞行器要求和操控难度提高图像质量配置取景摄像头和图传模块可以实时预览目标区域和测试图像，提高测试效率定位为小范围区域定点测试不标配GPS和IMU模块针对特定应用，特别是科研

11、，节省系统成本品牌架构关于GaiaSky-Mini的一些技术特点设计好处内四、实际飞行拍摄案例高度 380m，地面幅宽约140m高度 200m，地面幅宽约80m高度 70m，地面幅宽约30m2015年9月25日 天气晴 北京通州亦庄某农田 图像分辨率 696*700四、实际飞行拍摄案例高度 380m，地面幅宽约140m高度 不同天气下的拍摄图像9月9日 天气阴 飞行高度300m9月25日 天气晴 飞行高度380m不同天气下的拍摄图像9月9日 天气阴 飞行高度300m9月2地物光谱反射率 （飞行高度200m，光谱通道数256）地物光谱反射率 （飞行高度200m，光谱通道数256）NDVI(R72

12、0, R600)效果图NDVI(R720, R600)效果图水体测试，两天对比图2015年4月18日2015年4月29日水体测试，两天对比图2015年4月18日2015年4月29日LCTF相机搭载于大型固定翼无人机2015年9月22日烟台无人机：彩虹4载荷：GaiaSky-Micro天气：多云航高：800m航速：150km/h光谱范围：550-960nm光谱通道数：42LCTF相机搭载于大型固定翼无人机2015年9月22日飞行数据海岛飞行数据海岛飞行数据海岸飞行数据海岸飞行数据油污飞行数据油污 2015年7月， 3kg机载光谱成像系统搭载在西工大ASN216型无人机在宝鸡市凤翔县进行了飞行试验，飞行高度约1200m，航速约70km/h，试验对机场附近的农田、村庄、跑道、飞机、迷彩卡车、伪装网等典型地面目标进行了光谱图像拍摄采集。搭载3kg光谱成像系统的ASN216型无人机地面控制站 2015年7月， 3kg机载光谱成像系统搭载在西农田800nm原始光谱图伪彩合成图光谱分类图农田800nm原始光谱图伪彩合成图光谱分类图迷彩卡车试验结果展示810nm原始光谱图伪彩合成图光谱分类图迷