你真的懂成像光譜儀嗎?無人機(jī)機(jī)載成像光譜儀，給力!

光譜儀是一種科學(xué)儀器，通過光譜儀，可以測量物體表面反射的光線。上篇文章中，小編對成像光譜儀有所闡述。為繼續(xù)增進(jìn)大家對光譜儀的認(rèn)識，本文將對成像光譜儀、無人機(jī)機(jī)載成像光譜儀予以介紹。如果你對光譜儀具有興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

一、成像光譜儀

成像光譜儀是新一代傳感器。在20世紀(jì)80年代初正式開始研制。研制這類儀器的主要目的是想在獲取大量地物目標(biāo)窄波段連續(xù)光譜圖像的同時，獲得每個像元幾乎連續(xù)的光譜數(shù)據(jù)，因而稱為成像光譜儀。成像光譜儀主要應(yīng)用于高光譜航空遙感。在航天遙感領(lǐng)域高光譜也開始應(yīng)用。成像光譜儀數(shù)據(jù)具有光譜分辨率極高的優(yōu)點，同時由于數(shù)據(jù)量巨大，難以進(jìn)行存儲、檢索和分析。為解決這一問題，必須對數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮處理，而且不能沿用常規(guī)少量波段遙感圖像的二維結(jié)構(gòu)表達(dá)方法。

而機(jī)載成像高光譜儀是一種用于農(nóng)學(xué)領(lǐng)域的分析儀器，于2017年6月30日啟用。在技術(shù)指標(biāo)方面，水平/垂直視場角36.5°;F數(shù)~2.8;焦距9mm;地面分辨率：6.5cm(距離地面高100m時);默認(rèn)光譜范圍500-900nm，可自定義;光譜分辨率10nm，F(xiàn)WHM;波長精度1nm;波段數(shù)380max，可通過編程控制自定義;圖像傳感器CMOS;曝光時間0.12-3000ms;最大光譜圖像尺寸1010*1010pixels;重量720g。

機(jī)載成像高光譜儀可以搭載在無人機(jī)飛行器上，根據(jù)設(shè)定的飛行高度和速度，按照預(yù)設(shè)的航線進(jìn)行地物光譜圖像測量，獲得地物在不同條件下的光譜影像，所獲得的數(shù)據(jù)立方體經(jīng)軟件處理后，可獲得不同波長下的圖像數(shù)據(jù)。同時記錄圖像的GPS坐標(biāo)，以及輻亮度數(shù)據(jù)，以便后期校準(zhǔn)。儀器設(shè)計小巧精致，便于野外無人機(jī)搭載快速移動測量使用，可以快速獲取較大尺度的科研數(shù)據(jù)，可以大面積的研究地表物體的光譜信息，如水體藻類、植物病蟲害、植物抗逆性育種及栽培、作物在不同生長期的生長狀況、物種識別、水體環(huán)境及藻類等。

二、無人機(jī)機(jī)載成像光譜儀

無人機(jī)載成像光譜儀體積小、重量輕，非常適合無人機(jī)(UAV)上應(yīng)用，同時無人機(jī)載成像光譜儀又具有高性能的技術(shù)參數(shù)和科學(xué)級的數(shù)據(jù)質(zhì)量。無人機(jī)載成像光譜儀覆蓋了VNIR的光譜范圍(400-1000nm)。

無人機(jī)載成像光譜儀重量小于4公斤、功耗小于40W的無人機(jī)載成像光譜儀非常適合一系列不同的無人機(jī)上應(yīng)用。無人機(jī)載成像光譜儀也可以提供高性能的無人機(jī)系統(tǒng)，并且提供標(biāo)準(zhǔn)電池組供電，保證30分鐘的飛行。

無人機(jī)載成像光譜儀工作及創(chuàng)新成果包括以下幾個方面：

(1)針對無人機(jī)載成像光譜儀的技術(shù)指標(biāo)，選擇培育了自然靶標(biāo)區(qū)域，研制了輻射均一的多級輻射特性靶標(biāo)和具有嚴(yán)格光譜特征的光譜靶標(biāo)，為建立我國*無人機(jī)航空遙感載荷驗證場提供了技術(shù)保障。

(2)系統(tǒng)論證和建立了特征吸收法外場光譜定標(biāo)數(shù)學(xué)模型，無人機(jī)載成像光譜儀提出了優(yōu)化二維代價函數(shù)光譜參數(shù)反演方法，使反演效率提高了近100倍;研究了外場光譜定標(biāo)的精度定量評價方法，針對中心波長偏移量和帶寬變化量對光譜定標(biāo)精度的綜合影響效應(yīng)，給出兩者結(jié)合的理論表達(dá)。

(3)針對場地輻射定標(biāo)，研究了場地輻射定標(biāo)理論模型和方法，無人機(jī)載成像光譜儀分析了各個影響因素的相關(guān)性，對不確定度要素進(jìn)行了合成，對不同的誤差來源分別進(jìn)行了敏感性分析，給出了輻射定標(biāo)綜合不確定度優(yōu)于相互獨立條件下總不確定度的物理解釋和試驗證明。

(4)通過多2年的多無人機(jī)載成像光譜儀多載荷定標(biāo)飛行，在我國實現(xiàn)了無人機(jī)載成像光譜儀遙感載荷的精細(xì)定標(biāo)并驗證了上述定標(biāo)理論、方法的有效性。對帶寬為6nm左右的可見光與無人機(jī)載成像光譜儀外場光譜定標(biāo)精度優(yōu)于0.5nm:外場輻射定標(biāo)總不確定度優(yōu)于6%。

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