Што е хиперспектрално далечинско сензори? Технички карактеристики, апликации

August 23, 2024

Хиперспектралното далечинско сензори е сегашната граница на технологијата за далечинско сензори, употребата на многу многу тесни електромагнетни бранови ленти од предметот на интерес да се добијат релевантни податоци, содржи богатство на просторни, радиометриски и спектрални тројни информации, чиј развој е револуција Во далечинско сензори, но исто така предизвика и фундаментална промена во техниките за обработка на податоци и анализа на информации, така што може да се открие оригиналот во далечинското сензори со широкопојасен опсег во невидливиот материјал, во хиперспектралното далечинско сензори. Па, што е хиперспектрално? Започнува со видливиот опсег на сонцето.

Зошто светот е шарен?

Без разлика дали тоа е југот на небото или промената на сезоните, зошто сметаме дека светот е толку шарен? Виножитото што се расчистува по дождлив ден може да ни помогне да го решиме одговорот. Сончевата светлина е всушност светлина со мешана боја, преку расејувањето на капките вода во воздухот се распаѓа во разнобојна монохроматска светлина, што ги сочинува сите бои што нашите очи можат да ги согледаат, овој дел од светлината е дефиниран како видливи бранови должини на сонцето.

Покрај ова, светлината на Сонцето содржи и светлина во ултравиолетовите и инфрацрвените бранови должини. Како и да е, истата боја на светлина кај нашите човечки очи е исто така сложена боја на светлина што содржи илјадници опсези, што е далеку над границата на човечките очи да се разликува. Во исто време, различни предмети се составени од различни елементи и нивните соединенија, структурата на материјалот е исто така различна, што доведува до бранова должина на рефлектираната или расфрлана светлина на површината на предметот, исто така, покажува специфичност; Различни предмети во различни состојби со различни бранови должини на рефлексија на светлина или способност за распрснување се различни, но исто така го прави предметот да има различна боја или спектрални карактеристики, исто како и отпечатоците од прстите како информациите за „отпечатоци“, може да ги разликуваат карактеристиките и атмосферскиот состав во убав начин. Ваквите уникатни спектрални карактеристики на супстанциите претставуваат основа за идентификување и анализирање на карактеристиките на различни предмети во науката за далечинско сензори.

different bands of sunlight

Со цел точно да се здобијат со светлосни информации во различни опсези со бранова должина, оптичките далечински сензори на сателити сукцесивно ја усвоија мултисектралната технологија за сликање и технологијата на хиперспектрална слика, во која светлината што се рефлектира или расфрла од предмети е поделена на специфични опсези на светлина со светлина со помош на филтри, Призми, решетки и други уреди за разделување на светлина, а целите се идентификуваат и далечинското сензори се квантифицираат врз основа на информациите за спектралната карактеристика добиени од земја или од атмосферско размислување или расејување.

Првично, далечинското сензори на земјата користеше мулти-спектрален технолошки систем за сликање, честопати само неколку канали, секој канал содржи оптички информации со бранови должини десетици широки нанометри и може да ја реализираат способноста за спектрално откривање и во инфрацрвени и во ултравиолетовите насоки. Како и да е, за слични предмети или предмети во различни состојби, карактеристичните врвови на нивните спектар на рефлексија обично се слични, како што е прикажано на сликата подолу, карактеристичните врвови на четирите видови дрвја се само малку различни на 960 нанометри и со цел да Разликувајте помеѓу категориите на различни видови дрвја, потребна е спектрална резолуција помала од десет нанометри; На пример, за класификација и идентификација на карпите, појава на штетници и болести кај земјоделски култури, почвата е реновирана за земјоделство, а избувнувањата на флора или цијанобактерии, на пример, за класификација и идентификација на карпи, штетници од земјоделски култури и Болести, реновирање и култивирање на почвата, цут на вода или појава на цијанобактерии, загадување на воздухот и други проблеми, кои се рефлектираат во спектарот само во неколку нанометри на промени, традиционалното средство за мултиспекстрално откривање е презаситно, а стапката на успех во идентификација не е висока .

Со почетокот на развојот на хиперспектрална технологија за далечинско сензори во 1970 -тите, полето на оптички далечински сензори претрпе револуционерни промени и постепено формираше популарно поле на граница за технологија. Технологијата на хиперспектрална далечинска сензори е технологија заснована на многу многу податоци за слика со тесен опсег, која комбинира технологија за сликање со спектрална технологија за откривање Податоци за слика со висока спектрална резолуција. Технологијата на хиперспектрална слика се развива брзо, а вообичаените вклучуваат спектроскопија со решетки, спектроскопија на филтрирање на филтрирање на акусто-оптика, спектроскопија на призма и обложување на чипови.

Кои се техничките карактеристики на хиперспектралното далечинско сензори?

Хиперспектрална （ хиперспектрална камера ） единечен канален опсег е тесен, неговата спектрална резолуција е исто толку висока како нанометар (NM) редослед на големина (генерално помалку од 10 nm), бројот на спектрални канали до десетици или дури стотици повеќе, за да се добие Континуирано одразување на материјалот / расејување на континуирани спектрални податоци, кои можат да се реализираат во опсегот на видлива, близу-инфрацрвена, средно-инфрацрвена и термичка инфрацрвена должина на опсегот и стекнување на хиперспектрални податоци.

Разликувана од традиционалната мултисектрална технологија за далечинско сензори за разликување на целите засновани на разликите во бојата, технологијата за хиперспектрална далечинска сензори може да постигне дискретно земање примероци во спектралниот простор, а целите што можат да се разликуваат се генерално оние кои имаат очигледни разлики во спектралниот простор, како што се водните тела , вегетација и гола земја. Хиперспектралното далечинско сензори е мултидимензионална технологија за стекнување на информации што комбинира технологија за сликање и спектрална технологија, која истовремено може да се здобијат со дводимензионални просторни информации за целта и трето-димензионални спектрални информации и да ги анализираат композиционите информации на материјалот преку морфологијата на морфологијата на морфологијата на морфологијата на морфологијата на морфологијата на морфологијата Спектралните криви за да се идентификуваат целта, како и целните карактеристики, кои можат да разликуваат различни категории на ист вид на карактеристики. Според различни сценарија за примена, селективноста на спектарот станува флексибилна и разновидна, што ја подобрува можноста за разликување и идентификување на карактеристиките, ефикасно разликува различни категории кои припаѓаат на истиот вид на карактеристики, реализира „различни спектар за ист вид на карактеристики“ и „Различни карактеристики за ист вид спектар“ и го намалува феноменот на спектралната просторна конфузија на карактеристиките, како што е феноменот на различни видови дрвја. Може да го намали феноменот на спектралната просторна конфузија на карактеристиките, како што е идентификација на различни видови дрвја и различни минерали; Во исто време, хиперспектралните податоци можат да се користат за екстракција на био-физички и хемиски параметри и биохемиска анализа на хлорофил А, лигнин и целулоза на вегетацијата.

Развојот на хиперспектрална технологија за далечинско сензори го прави далечинското сензори од квалитативна анализа до квантитативна или полу-квантитативна трансформација, главната примена на традиционалната технологија за далечинско сензори за сликање се заснова на квалитативна анализа, дел од квантитативните резултати од анализата на точноста на резултатите не е Идеално, кој очигледно е поврзан со спектралната и просторна резолуција на сензорот за сликање, мешање на позадината на атмосферската и почвата и другите ограничувања, хиперспектралната резолуција за далечинско сензори прво се пробива низ спектралната резолуција на една граница со висока спектрална резолуција за далечинско сензори за далечинско сензори прво далечинско сензори за далечинско сензори прво далечинско сензори за далечинско сензори за далечинско сензори прво далечинско сензори за далечинско сензори за далечинско сензори прво далечински сензори за далечински сензори прво далечински сензори прво далечински сензори за далечински сензори прво далечински сензори за далечински сензори прво далечински сензори за далечински сензори прво далечински сензори прво далечински сензори за далечинско сензори, прво далечински сензори Пробивањето на ограничување на спектралната резолуција, која во голема мерка го потиснува влијанието на другите вознемирувачки фактори во спектралниот простор, што е многу корисно за подобрување на точноста на резултатите од квантитативната анализа.

Кои се хиперспектралните апликации?

Во споредба со висока резолуција и мулти-спектрални слики, хиперспектралните слики имаат висока спектрална резолуција и многу опсези, кои можат да добијат скоро континуирани кривини на спектралните карактеристики на карактеристиките, а специфичните опсези можат да бидат избрани или извлечени според потребата да се потенцираат целните карактеристики; Квантилизираните податоци за континуирана спектрална крива даваат услови за воведување на класификација на слика во моделот на спектрален механизам на карактеристиките, кој содржи богати радиометриски, просторни и спектрални информации и е синтеза на различни информации. Содржи богати радиометриски, просторни и спектрални информации и е сеопфатен носител на разни информации. Хиперспектралните слики се широко користени во областа на геоморфолошкото мапирање, истражување на ресурси, земјоделско далечинско сензори, далечинско чувство на животна средина, мониторинг на шумарството, далечинско сензори на почвата, далечинско сензори во боја на вода и атмосферска наука.

1. Далечинско сензори за класификација на карактеристиките

На сликата се прикажани хиперспектралните податоци на крајбрежната област во Дубаи, стекнати од хиперспектрални далечински сензори, кои можат точно да ги препознаат информациите за главните категории на карактеристики, како што се водни тела, згради, патишта, голи почва, итн Поделено на 3 ~ 5 ефективни подкатегории во секоја главна категорија и може да ги препознае и информациите за бродовите во далечното море.

踩踩踩 .jpg

2. Истражување на руда

Хиперспектралната технологија за далечинско сензори може да обезбеди поттик за геолошкото истражување. Врз основа на анализата на спектралните криви на добиените карпи, може да се знаат видови на минерална дистрибуција и областа на местото. Сликата покажува дека податоците за хиперспектрални далечински сензори ефикасно извлекоа два вида минерални информации за серицит и хлорит во областа Дулан на Кингхаи, а по трансформацијата на МНФ, ги подобрува признавањето на информациите за литологијата и тектонската геологија.

矿石 .jpg

3. Далечинско сензори на вода во животната средина

Поради одредена сличност помеѓу спектарот на водни растенија и водни цути и спектарот на вегетација, тешко е за најчесто користените мултисекстратрални податоци за далечинско сензори за точно да се идентификуваат водните цвеќиња и водните растенија, а само податоците за хиперспектралното далечинско сензори можат да ги фатат податоците за далечинско сензори Детални спектрални разлики помеѓу сложените и променливите цвеќиња на вода, водните растенија и водното тело, со цел точно да се идентификуваат цутите на водата и водните растенија. На сликата е прикажана мапата за животна средина на регионалното водно тело на Јунан Дајанчи, стекнато од хиперспектралниот далечински сензор за сателит, кој може јасно да ја идентификува обоената растворена органска материја (CDOM), хлорофил А (CHL-A) и суспендирана концентрација на цврсти материи (TSM) (TSM) (TSM) (TSM) во водното тело. Во меѓувреме, параметрите за квалитет на водата на мали реки и езера, освен Дајанчи, исто така се јасно препознатливи по сликата.

矿石 .jpg

4. Атмосферско далечинско сензори

Мониторингот на далечинско сензори на емисиите на изворот на точката на метан беше спроведено во Либија и Соединетите држави користејќи податоци за хиперспектрално далечинско сензори со оптимизирани алгоритми за инверзија на концентрација на метан. Слика (а) ги покажува резултатите од следењето на истекувањето на метан од бунарот на маслото Дор Марада во Либија, а слика (б) ги покажува резултатите од следењето на истекувањето на метан од маслото од средното нафта ДЦП во Пермискиот слив на Соединетите Држави, што може точно Следете ја јасна плима за емисија на метан во регионот.