无人机高光谱成像系统的原理和特点

无人机高光谱成像系统一般由高光谱成像仪、轻小型旋翼高稳定性无人机、高稳定性云台、大容量存储系统、无线图像系统、GPS导航系统等组成，是当前市场上轻型化+科学级高光谱数据的优选组合方案。本文简单介绍了无人机高光谱成像系统的原理和特点。

无人机高光谱成像系统的原理

1. 高光谱成像原理

高光谱成像技术的定义是在多光谱成像的基础上，在紫外到近红外（200- 2500nm）的光谱范围内，利用成像光谱仪，在光谱覆盖范围内的数十或数百条光谱波段对目标物体连续成像。在获得物体空间特征成像的同时，也获得了被测物体的光谱信息。

高光谱成像过程为：每次成一条线上的像后（X方向），在检测系统输送带前进的过程中，排列的探测器扫出一条带状轨迹从而完成纵向扫描（Y方向）。综合横纵扫描信息就可以得到样品的三维高光谱图像数据。

2. SINESPEC无人机高光谱成像系统影像采集原理

SINESPEC无人机高光谱成像系统是针对小型旋翼无人机开发的高性价比机载高光谱成像系统。采用专利的内置扫描系统和增稳系统，成功克服了小型无人机系统搭载推扫式高光谱相机时，由于无人机系统的震动造成的成像质量差的问题。为高光谱成像技术在目标识别、伪装与反伪装等军事领域，地面物体与水体遥测、现代精细农业等生态环境监测、遥感考古、矿产资源勘测、水污染监测、高光谱立体摄影测量等领域的广泛应用奠定了基础。

SINESPEC无人机高光谱成像系统特点

1. 无人机飞行测量，拓展了测量空间和范围

a. 采用大疆无人机DJI M300RTK作为飞行搭载平台，飞行高度可达7000m，大大提升了高光谱成像系统的测量高度；

b. 无人机是可移动的，飞行速度很快，通过测定地面的遥感图像，可以快速、准确、大面积地获取目标物的高光谱信息；

2. 可进行精准定位，确保了拍摄图像稳定清晰

a. 无人机配置GPS+GLONASS+BeiDou+Galileo的全球定位系统，飞行定位可精确到0.1m；

b. 采用定制高稳云台，确保拍摄画面连续性稳定性；

c. 高光谱成像系统的相机具有16mm/25mm/35mm三种焦距可选，用户可根据需要进行选择，从而实现精准拍摄；

3. 多种技术组合应用，可获得高分辨率“图谱合一”的信息

a. 使用高性价比的CMOS探测器，分辨率高、采集速度快、噪音低；

b. 无人机技术、成像技术（显微镜、辅助相机）和光谱技术相结合，实现了图谱合一，采集信息包含：空间、辐射、波谱；

4. 软硬件处理系统，保障了信息的快速采集和实时传输

a. 光谱范围覆盖400-1000nm的可见光，波长分辨率优于2.5nm，光谱波段数600(1x)、300(2x)、150(4x)，可达600个光谱通道，15s内可完成信息采集；

b. 512G硬盘可以存储大容量信息；

c. 内置采集处理单元，通过i7处理器和无线传图系统的应用可以进行实时的数据传输；

5. 空间大，主要应用于宏观研究领域

a. 应用范围主要涉及宏观领域，即需要大面积监控和研究的领域；

b. 应用行业示例：地质与矿产资源勘察；精准农业、农作物长势与产量评估；森林病虫害监测与防火监测；海岸线与海洋环境监测；草场生产力及草场监测；湖泊与流域环境监测；遥感教学与科研；气象研究；生态环境保护及矿山环境监控；水质检测，土壤监测；农畜产品品质检测；军事、国防和国土安全；灾害防治；