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高光谱成像系统-武汉菲谱光电

高光谱成像系统-武汉菲谱光电 武汉菲谱光电技术有限公司
2023-05-19
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导读:机载高光谱成像系统采用光谱成像技术,充分挖掘和利用不同物质自身特有的光谱信息,结合高清相机拍摄高清图片,实现对物质定性、定量、定时、定位信息的全面检测,是“图谱合一” 的综合性遥感设备。

一.机载高光谱成像系统

产品介绍

      采用光谱成像技术,充分挖掘和利用不同物质自身特有的光谱信息,结合高清相机拍摄高清图片,实现对物质定性、定量、定时、定位信息的全面检测,是“图谱合一” 的综合性遥感设备。

应用技术进展1——农林业应用

1.农林业应用-种类识别

      植冠中的叶绿素和水含量可以利用高光谱遥感数据进行估算,并可通过直接地或通过光谱混合模型用于植被制图。通过高光谱数据对不同类型叶绿素含量的估算,可以获取更为详细与严格意义上的植被指数、叶面积指数和植被生长状况信息。

2.农林业应用—养分元素监测

  • 植被养分主要有氮、磷、钾元素等,缺乏将引起光合效率降低,生长不良。

  • 以高光谱技术提取植被养分参数的理论依据是:由于叶片内碳、氢、氧、氮分子有机键的弯曲和振动,其短波红外波段的反射波谱将显示典型的吸收特征。

  • Yoshio Inoue等(2012)对水稻氮含量进行了基于高光谱数据的估计。

  • 高光谱成像采用CASI-3设备(光谱范围是400–1050 nm,光谱分辨率20nm,地面分辨率1.5m)

  • 利用归一化光谱指数(NDSI)和红边指数(RSI)进行了最小二乘氮含量反演,特征谱段为740 nm 和 522 nm,最终相关系数为0.902。

3.林业应用-病虫害的损害识别    

  • FASSNACHT F E等(2014)利用HyMap高光谱图像估算树皮甲虫导致的树死亡率,用于评价病虫害损失。实验采用了遗传算法(GA)来特征选择,利用支持向量机方法(SVM)来分类。

  • HyMap光谱 450~2480nm,光谱分辨率15nm,空间分辨率15m,研究发现,绿峰(560nm)、叶绿素吸收(680nm)、红边(690nm)、短波(1532nm)、近红外(1076nm)是重要的特征波段。

应用技术进展2——水环境应用

水环境应用-水质参数反演

  • 随着高光谱技术的发展,半经验方法是随其发展并广泛应用于水质参数反演方法

  • Leif G. Olmanson等(2013)利用密西西比河及其支流明尼苏达河3次航飞的AISA高光谱数据对叶绿素a和悬浮物浓度进行了高光谱定量反演,结果表明700nm和670nm比值以及592nm和620nm峰值与Chl-a浓度具有强相关(R2达到0.73-0.94),700nm反射峰与悬浮物浓度高度相关(R2达到0.77-0.93)

  • 研究最后基于建立的定量反演模型对密西西比河进行了水质评价

应用技术进展3——土壤污染应用

  • 由于高光谱的精细光谱优势,国内外学者对土壤污染进行了高光谱的研究,包括土壤重金属含量等进行了反演研究。

  • 土壤受到重金属侵蚀,在有植被覆盖的区域,首先表现为植被的胁迫特征,导致植被生理特征的改变,由此通过光谱的测量可对土壤重金属进行探测。

  • Meiling Liu等(2011)以中吉林长春三个农场为研究区域,利用小波分型方法对水稻的重金属(铜,镉等)含量与光谱数据进行了研究分析,结果表明红边是对水稻作物重金属含量检测的指示谱段,铜、镉重金属与反射率红边建立的反演模型相关系数优于0.7,均方根误差小于3.5。

应用技术进展4——地质应用

      高光谱应用技术在地质领域得到了深入的应用与发展, 不仅深化了地质学的基础研究, 也推动着遥感地质填图从岩性填图向矿物填图的飞跃, 推进了高光谱遥感技术在成矿预测、地质环境成因信息探测以及矿山环境调查等应用的不断深入

1.地质应用—矿物填图

      高光谱矿物识别和矿物填图可分为3个层次,即矿物的种类识别、丰度反演和成分识别,种类识别是识别岩石中的矿物组成。

2.地质应用—矿物成份探测

      高光谱矿物精细识别包括对矿物亚类的识别、矿物组成成分探测、 矿物丰度信息提取等矿物微观信息的探测。

3.地质应用—成矿预测

      通过对矿物识别、 地质成因等相关信息的提取与组合关系的分析, 能够探讨矿床成生过程中的物源、动力过程等,直接判断可能存在的矿化或矿床信息。 这样,在其他知识的辅助下,可以实现对矿化与成矿远景区以及靶区的圈定。 基于矿物特征谱带参量地质反演模型,通过对光谱最大吸收深度位置的探测来大致地识别岩性分布。

应用技术进展5——大气环境

  • 高光谱遥感数据用于大气成分的识别与估算

  • 利用高光谱遥感数据进行水蒸气波段中云盖的制图和估算柱水含量,并可通过大气压和在O2吸收波段的辐射之间关系估值云顶高度,同时通过在不同波段对成像尘埃的影响估算气溶胶含量。


应用技术进展6——城市

产品特点

  • 基于小型旋翼无人机的机载高光谱成像系统,自研高稳云台载荷高光谱相机及高清相机等多种配置方案,极具性价比。

  • 小型地面站配合智控软件,实现系统状态监控及远程控制。

  • 支持存储地面站GPS信息,用于后期PPK处理,提升定位精度。

  • 支持定制化开发,为行业客户提供高性能解决方案。


二.推扫式可见光-近红外高光谱成像系统

工作原理

      目标物的辐射能通过镜头收集并通过狭缝增强准直照射到分光元件上,经分光元件在垂直方向按光谱色散,经分光元件后成像在图像传感器上。水平方向平行于狭缝,称空间维,每一行水平光敏元 上是一个光谱波段的像;垂直方向是色散方向,称光谱维,每一列光敏元上是一个空间采样视场(像元)光谱色散的像。这样,面阵探测器每帧图像数据就是一个水平方向的光谱数据,位移平台的运动以一 定速率连续记录光谱图像,就得到二维光谱图像。

产品功能

  • 将所有的电控装置的开关都结合在软件中,手动软件中的操作按钮就可以实现整个推扫式过程,而且软件结合了室内室外扫描过程。因为整个系统的运动都需要运动装置来配合使用,将这些控制按钮结合在软件中,方便操作。

  • 可以获得Raw文件方便老师用Envi软件分析数据,而且本身在软件中已经具备很多分析功能,很方便实现明暗场校正,且获得光谱曲线,得到的光谱曲线便于老师分析研究物体的光谱分布特性。三维空间图便于老师直观分析研究物体的空间光谱分布特性。

  • 可以获得所需波段的图像。这些图像便于老师分析物体在不同波段下图像特点。


应用领域

  • 该产品可以应用在研究目标识别、遥感;

  • 农产品优劣分类,缺陷分选,食品的优劣分类,植物的氮素、水份含量;

  • 显微细胞光谱成像分析等

  • 实时在线控制印刷/印染颜色,色差控制

  • 合显示器,光源等的颜色控管及测量

  • 通过光谱影像的方法很容易识别木材的木结,木胶,裂纹等残缺问题,可实时用于木材品质诊断。

  • 适合生物研究、违禁品及伪品检测、植物生长及环境水质污染检测


三.显微高光谱成像系统

产品介绍

      显微高光谱成像系统是由光谱学与成像技术交叉融合所形成的成像光谱学和成像光谱技术,本系统主要由显微镜、光谱成像系统、微调装置(Relay lens)、软件等四大主要部分组成。(所有产品可根据客户要求进行定制。)光谱图像包含空间、辐射、波谱信息,具有图谱合一的特点,随着光谱成像技术的发展与应用,快速获取具有波段数多、带宽窄、空间分辨率高、信息冗余度低和数据存储量适中的光谱图像成为需要,这样的光谱图像具有足够的光谱分辨率和空间分辨率,能够有效地区分和识别检测目标,同时又避免了高光谱图像信息冗余度高、数据存储量大、处理复杂的缺点。

产品用途

  • 食品、农产品外观品质指标和内在品质指标同步检测。

  • 农产品外部轻微损伤快速无损检测、农产品表面真菌感染检测。

  • 利用激光作为诱导光源激发出荧光可以构建激光激发荧光的光谱成像系统检测食品、农产品微生物分布。

  • 植物生长过程中生理、病理等生命信息特征的快速无损探测。

  • 针对需要进行病理切片检查之医疗需求提供数字化之超光谱解决方案,协助提升病理医师于癌前病变病理切片检查的准确性,更有机会可以成为癌症早期诊的辅助利器。


以下是正常细胞与癌细胞得实验结果对比图!

产品优势

  • 高灵敏性:采用高分辨率分光模组,搭配高灵敏制冷型传感器,可稳定且精准地撷取待测样品之高光谱影像。

  • 任何移动机构:以继光镜及微扫描装置取代了传统的移动平台,无需对显微镜进行任何改造。可快速连结至显微镜接口,拆装皆很方便。

  • 模组化设计:光谱相机可拆下,直接做大面积光谱影像撷取。一机可共用与微观及巨观影像,不需要重复投资。

  • 可对现有的显微镜进行改造:可配合显微镜实现荧光、偏振、投射、反射等多种特殊用途的高光谱图像数据采集。


详情可扫码添加微信或致电:17319399005

【声明】内容源于网络
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武汉菲谱光电技术有限公司
无锡菲谱光电技术有限公司,2024年10月12日由武汉菲谱光电技术有限公司变更为无锡菲谱光电技术有限公司,现坐落于无锡高新区微纳园,是专业从事先进光学检测仪器设备研发、生产、销售的高科技企业。
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