全套解決方案｜無人機高光譜技術在各行各業的應用

1. 簡介

成像技術和光譜技術是傳統的光學技術的兩個重要方向

，成像技術能夠獲得物體的影像
，得到其空間信息；光譜技術能夠得到物體的光學信息，進而研究其物質屬性。20世紀70年代以前
，成像技術和光譜技術是相互獨立的學科，隨著遙感技術的發展，成像光譜技術迅速發展起來
，它是一種快速、無損的檢測技術，具有光譜分辨率高、多(duo)波(bo)段(duan)和(he)圖(tu)譜(pu)合(he)一(yi)的(de)特(te)點(dian)，能(neng)在(zai)大(da)尺(chi)度(du)範(fan)圍(wei)內(nei)識(shi)別(bie)地(di)表(biao)並(bing)深(shen)入(ru)研(yan)究(jiu)其(qi)地(di)表(biao)物(wu)質(zhi)的(de)成(cheng)分(fen)及(ji)結(jie)構(gou)。目(mu)前(qian)成(cheng)像(xiang)光(guang)譜(pu)技(ji)術(shu)已(yi)經(jing)成(cheng)為(wei)遙(yao)感(gan)技(ji)術(shu)的(de)發(fa)展(zhan)趨(qu)勢(shi)之(zhi)一(yi)，並(bing)在(zai)軍(jun)事(shi)偵(zhen)察(cha)、海洋遙感、地質勘探
、植被分析等領域得到越來越廣泛的應用。

suizhewurenjijishuderiyichengshu，jiyuwurenjipingtaidexinxingyaoganjishuyijuntuqi，dedaoyaogangongzuorenyuandeqinglai，keyangongzuozhegengduiqizaixingyeshangdeyingyongqianjingyuyizhongwang。muqianwurenjidazaichengxiangguangpuyizainongyeshangkeyongyuzhenduanzuowuchangshi、病蟲害情況以及土壤肥力等
；在環境保護方麵可用於檢測海洋、湖泊的化工原料汙染
、富營養化等；在林業領域可用於檢測林火、林業病害
、林木存活率、林木種類區分等；在礦產資源領域上可用於石油、礦物礦產等領域的勘測

；在考古領域可用於古村落的修複

、文物遺址的勘查等；在通信部門可用於電纜絕緣子的勘察等。

2. 硬件設備

搭載於大疆M600pro的GaiaSky-mini是四川雙利合譜科技有限公司的工程師們精心打造的一款用於無人機載的高光譜成像相機（包括雲台）
，其重量僅為1.5kg
，其波段數為256，光譜分辨率為3.5nm
，當飛行高度為300m時，高光譜圖像的空間分辨率約為12cm，獲取地麵200畝的影像數據隻需要15分鍾，即一個架次 。無人機高光譜行業應用解決方案的軟硬件設備包括：M600 pro


，高光譜相機，RoninMX，光譜校正板
，地麵站，控製分析軟件。

圖1 無人機高光譜係統起飛監測河流水汙染示意圖

圖2 無人機高光譜係統起飛監測林業病害示意圖

3. 軟件設備

四川雙利合譜科技有限公司自主研發的無人機高光譜數據采集係統SpecView可實現實時獲取高光譜成像信息，以第三方軟件如ENVI、ERDAS、Matlab容易解析的數據格式.raw存儲數據文件，對應每條數據軟件自動生成頭文件，同時記錄飛機飛行過程中的姿態信息
、經緯度、高度、gaoguangpuxiangjibaogaoshijianhezengyideng，bingketongguoduoboduanhebingdefangshijiangdishujuliang，tigaoshujuzhiliang。tongguojiandandeheibaizhenkekuaisuhuoqudiwudeguangpufanshelv。xitongjiemianyouhao

，caozuojiandan，chuliguochengzhongwuxurengongganyu。

圖3 無人機高光譜數據采集軟件

針zhen對dui大da範fan圍wei獲huo取qu無wu人ren機ji高gao光guang譜pu數shu據ju的de客ke戶hu
，雙shuang利li合he譜pu和he中zhong科ke院yuan遙yao感gan所suo共gong同tong研yan發fa了le一yi款kuan無wu人ren機ji高gao光guang譜pu數shu據ju拚pin接jie軟ruan件jian

，該gai軟ruan件jian界jie麵mian簡jian潔jie，操cao作zuo人ren性xing化hua且qie功gong能neng強qiang大da。主zhu要yao功gong能neng有you影ying像xiang數shu據ju的de導dao入ru導dao出chu，影ying像xiang數shu據ju的de篩shai選xuan
、拚接參數的設置，拚接結果預覽、拚接高光譜數據等。

圖4 無人機高光譜拚接軟件

4. 行業應用

yijingzhunnongyeweili
，huoqudatianzuowudewurenjigaoguangpuyingxiangshuju，ranhouduiyingxiangshujujinxingheibaizhenxiaozhengdedaofanshelv，liyongwurenjigaoguangpupinjieruanjianduifanshelvshujujinxingpinjie，zuihouliyongxiangguanmoxingdedaodatianzuowudechangshiqingkuangheshifei、灌溉的解決方案等，如下圖所示。

圖5 作物長勢NDVI圖，值越高長勢越好

圖6 作物氮積累量，值越小，需要施肥越多

圖7 作物含量量分布圖，值越小，需要灌溉的水越多