GaiaSky-mini-VL輕型機(jī)載高光譜成像儀是雙利合譜自主研發(fā)集成純國產(chǎn)化的一款新型機(jī)載高光譜設(shè)備，設(shè)備適配各類旋翼無人機(jī)，具有質(zhì)量輕、參數(shù)高、數(shù)據(jù)穩(wěn)等特點。采用光柵分光無人機(jī)外置推掃成像模式，集成了高精度GPS/IMU慣導(dǎo)系統(tǒng)（實時記錄高光譜的GPS信息和飛行姿態(tài)數(shù)據(jù)）、減震系統(tǒng)和1000W像素高清RGB相機(jī)輔助圖像矯正，成功克服了無人機(jī)系統(tǒng)搭載高光譜相機(jī)時，由于無人機(jī)系統(tǒng)的自身震動，以及飛行過程中由于飛機(jī)偏航、俯仰和翻滾所造成的成像質(zhì)量扭曲變形的問題。在獲取研究對象的影像的同時獲得每個像元的光譜分布，定量分析地球表面生物物理化學(xué)過程和參數(shù)，為無人機(jī)載高光譜成像技術(shù)在目標(biāo)識別、偽*與反偽*軍事領(lǐng)域，地面物體與水體遙測、現(xiàn)代精細(xì)農(nóng)業(yè)等生態(tài)環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)?？捎糜谥苯訙y量區(qū)域大尺度的地物光譜反射率，在獲取研究對象的影像的同時獲得每個像元的光譜分布，定量分析地球表面生物物理化學(xué)過程和參數(shù)，具有無接觸、無損傷、大尺度、快速、準(zhǔn)確的特點。

GaiaSky-mini-VL輕型機(jī)載高光譜成像儀從硬件集成到軟件通訊控制，再到數(shù)據(jù)處理分析等等全部做到自主可控，同時對相應(yīng)知識產(chǎn)權(quán)等權(quán)益的掌握，實現(xiàn)對核心技術(shù)的把控，為更多的行業(yè)及平臺提供不同的應(yīng)用輸出。為高光譜成像技術(shù)在精準(zhǔn)農(nóng)林、林業(yè)遙感、地物識別、偽*與反偽*、生態(tài)環(huán)境監(jiān)測、水體遙測、地理信息遙感等應(yīng)用方向奠定了堅實的基礎(chǔ)。

產(chǎn)品圖

系統(tǒng)特點

1、采用光柵分光無人機(jī)外置推掃成像方式，搭配高精度慣導(dǎo)系統(tǒng)和減震系統(tǒng)，圖像清晰無變形。

2、1000W像素輔助取景攝像頭取景，監(jiān)控拍攝效果，反演模型圖像結(jié)果實時回傳查看。

3、具備自動設(shè)定曝光時間功能，自動記錄標(biāo)定板數(shù)據(jù)功能。

4、配備有獨立的北斗導(dǎo)航，實時記錄高光譜成像儀的中國北斗信息和飛行姿態(tài)數(shù)據(jù)。

5、高光譜成像儀開啟掃描，地面控制站實時顯示高光譜圖像數(shù)據(jù)三波段合成圖像。

6、高光譜圖像數(shù)據(jù)采集軟件與無人機(jī)控制軟件集成，可同時看到飛控信息及數(shù)據(jù)采集界面。

7、具備輻射校準(zhǔn)、波長校準(zhǔn)、幾何校準(zhǔn)及畸變校準(zhǔn)等功能，可實現(xiàn)校準(zhǔn)流程的集成化管理。

系統(tǒng)配置及參數(shù)

配套軟件

采集控制及預(yù)處理軟件：可靈活設(shè)置曝光、增益、掃描速度，動態(tài)顯示實時高光譜圖像和高光譜曲線；具有自動曝光、自動速度匹配、自動數(shù)據(jù)保存等功能；支持任意三波段合成實時顯示、單波段實時顯示、支持中英文雙語切換；波段選擇功能、單波長灰度圖像連續(xù)預(yù)覽、反射率校正功能、區(qū)域校正功能、大氣校正功能；單波段灰度圖像動態(tài)預(yù)覽功能，可切換每波段時間間隔(ms)。

幾何校正軟件及拼接軟件：打開后軟件自動導(dǎo)入記錄的IMU文件；提供POS解算精度報告，至少包含：衛(wèi)星數(shù)量、數(shù)據(jù)覆蓋度、估計姿態(tài)精度、估計位置精度和 PDOP值；至少支持 UTM 和 WGS84 兩種投影方式，任意修改輸出分辨率；可同時輸入多條航帶數(shù)據(jù)，且可批處理計算；可選擇 DEM 數(shù)據(jù)輔助校正，一鍵式完成高光譜圖像數(shù)據(jù)校正；多條航帶數(shù)據(jù)輸入，一鍵式完成航帶拼接功能。

無人機(jī)外置推掃成像模式數(shù)據(jù)展示

應(yīng)用案例展示

1. 河流水質(zhì)監(jiān)測

遙感技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步為河流、湖泊水體的監(jiān)測和研究開辟了新的途徑。遙感水質(zhì)監(jiān)測技術(shù)具有高動態(tài)、低成本和宏觀性等顯著特點，在河流、湖泊水質(zhì)污染研究方面有著常規(guī)檢測不可替代的優(yōu)點。它既可以滿足大范圍水質(zhì)監(jiān)測的需要，也可以反映水質(zhì)在空間和時間上的分布和變化情況，彌補(bǔ)了單一采用水面采樣的不足，同時還能發(fā)現(xiàn)一些常規(guī)方法難以揭示的污染源的分布以及污染物的遷移特征和影響范圍，為科學(xué)布設(shè)水面采樣點提供依據(jù)。高光譜遙感由于其高精度、多波段、信息量大等特點被廣泛應(yīng)用于遙感水質(zhì)監(jiān)測，大大提高了水質(zhì)參數(shù)的估測精度。伴隨著遙感技術(shù)的不斷進(jìn)步，水質(zhì)監(jiān)測已由定性描述轉(zhuǎn)向定量分析，同時可監(jiān)測的水質(zhì)參數(shù)逐漸增加，反演精度也不斷提高，在水資源的保護(hù)、規(guī)劃和可持續(xù)發(fā)展方面發(fā)揮了重大作用。

無人機(jī)高光譜影像不僅包含有河流，還有其他的樹木、雜草、土壤、道路、建筑物等，從影像中提取感興趣的目標(biāo)物，通常的方法有非監(jiān)督分類、監(jiān)督分類、決策樹、面向?qū)ο蠓诸惖?，本研究采用監(jiān)督分類的馬氏距離法對拼接好的無人機(jī)高光譜影像進(jìn)行分類，從而提取了中山市和深圳市的某河流信息，并對河流進(jìn)行葉綠素 a、總氮、總磷、懸浮物和渾濁度等水質(zhì)參數(shù)的反演。

水體 TSS、 CHLa 、TP 、渾濁度反演

2.作物長勢監(jiān)測研究

植被指數(shù)主要反映植被在可見光、近紅外波段反射與土壤背景之間差異的指標(biāo)，各個植被指數(shù)在一定條件下能用來定量說明植被的生長狀況。歸一化植被指數(shù)（NDVI）是常用的植被指數(shù)之一，在植被處于中、低覆蓋度時，該指數(shù)隨覆蓋度的增加而迅速增大，當(dāng)達(dá)到一定覆蓋度后增長緩慢，所以適用于植被早、中期生長階段的動態(tài)監(jiān)測。

氮素是作物生長和產(chǎn)量品質(zhì)形成所必須的重要元素，通過了解作物葉層氮含量、葉綠素等的動態(tài)變化，對評價作物氮素營養(yǎng)狀況、生產(chǎn)能力及預(yù)測產(chǎn)量或者品質(zhì)等均具有重要意義。