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機(jī)載無人機(jī)高光譜成像系統(tǒng)采用了*內(nèi)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(dòng)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(dòng)引起的圖像扭曲與模糊。該系統(tǒng)與大疆M600 pro無人機(jī)完美適配，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)領(lǐng)域，系統(tǒng)支持配件升級及定制化開發(fā)，為教育科研、智慧農(nóng)業(yè)、目標(biāo)識別、軍事反偽裝等行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)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

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(dòng)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，無需專業(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)格式完美兼容Evince、Envi、SpecSight等數(shù)據(jù)分析軟件

高光譜曲線

軟件操作界面

數(shù)據(jù)采集分析軟件介紹

    采集功能：光譜相機(jī)控制，數(shù)據(jù)采集，自動(dòng)曝光，自動(dòng)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。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）。

案例應(yīng)用

主要技術(shù)指標(biāo)

無人機(jī)高光譜在各領(lǐng)域的應(yīng)用

• 農(nóng)林領(lǐng)域應(yīng)用
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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。

    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)措施均具有積極的意義，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%。

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。

1、植被群落、植被種類的分類與識別；

2、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)；

3、葉片的基本生物物理化學(xué)成分的研究

                                                                                                    農(nóng)作物生化組分填圖

• 水質(zhì)、地質(zhì)及環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域應(yīng)用
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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。

1、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；

2、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；

3、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生產(chǎn)力。

• /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)領(lǐng)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。

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(dòng)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(dòng)，長勢差將向左移動(dòng)，俗稱“藍(lán)移”。

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。

                                                                           綜合污染等級                                                                                           植被密集區(qū)域

• 軍事領(lǐng)域應(yīng)用

    根據(jù)目標(biāo)光譜與偽裝材料光譜特性的不同，利用高光譜技術(shù)可以從偽裝的物體中自動(dòng)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，在調(diào)查武器生產(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)武器的種類，特別是攻擊性武器利用短波紅外高光譜成像識別戰(zhàn)場環(huán)境中偽裝網(wǎng)，上圖為真彩色原始圖像，下圖為經(jīng)過處理的偽裝網(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)。