無(wú)人機(jī)+多光譜傳感器”實(shí)現(xiàn)低空遙感監(jiān)測(cè)新突破

寂靜天花板

同濟(jì)大學(xué)測(cè)繪與地理信息學(xué)院劉春教授團(tuán)隊(duì)歷時(shí)三年自主研發(fā)的科技創(chuàng)新成果――“極視1號(hào)”,現(xiàn)身于2016中國(guó)國(guó)際工業(yè)博覽會(huì)高校展區(qū)。
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* z9 }$ X# o9 K3 |: c2 C這是一款重約2.7千克的低空遙感傳感器，能利用光譜從空中識(shí)別人眼看不到的多種生態(tài)信息，可搭載于四軸、六軸、固定翼等多種無(wú)人機(jī)上，能極目千米。其觀測(cè)面積大，1小時(shí)飛行可完成對(duì)2000畝地面空間的信息采集，數(shù)據(jù)精度高，且易于定制，可為我國(guó)城市建設(shè)、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、環(huán)保等諸多行業(yè)獲取與處理“大數(shù)據(jù)”提供便捷、可靠的一體化解決方案。
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當(dāng)今現(xiàn)代生活中，各類生態(tài)數(shù)據(jù)與人們的日常生活息息相關(guān)，比如城市內(nèi)植被覆蓋的變化、大型垃堆埋場(chǎng)的廢棄物滲流狀況、水域內(nèi)微生物和含氧等等，這些生態(tài)數(shù)據(jù)不僅要實(shí)現(xiàn)在大范圍的快速采集，還要實(shí)現(xiàn)精細(xì)化的定量反演，而通過(guò)搭載無(wú)人機(jī)平臺(tái)，采用多光譜進(jìn)行低空遙感觀測(cè)成為其理想選擇。
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目前，市場(chǎng)上尚缺乏成熟的無(wú)人機(jī)機(jī)載多光譜成像系統(tǒng)，現(xiàn)有產(chǎn)品存在像幅偏小、光譜單一、曝光時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、續(xù)航時(shí)間不足等弱點(diǎn)，并直接導(dǎo)致搭載無(wú)人機(jī)在高速飛行時(shí)產(chǎn)生一系列問(wèn)題，如影像出現(xiàn)嚴(yán)重像移、低分辨率的光學(xué)影像無(wú)法支持達(dá)到地面厘米級(jí)的觀測(cè)精度、缺少足夠的光譜信息而無(wú)法實(shí)現(xiàn)生態(tài)信息的識(shí)別等。
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  f' C5 r" L1 Q2 l7 o# N+ o+ c而同濟(jì)大學(xué)推出的、科技稱謂為“極視窄帶多光譜陣列航攝儀”的“極視1號(hào)”,濾光鍍膜采用同濟(jì)大學(xué)科研成果，能夠更加準(zhǔn)確地截止波長(zhǎng)，同時(shí)濾光率提升至98%,具備高空間分辨率、高光譜分辨率、大畫(huà)幅、高速曝光等特點(diǎn)，彌補(bǔ)了現(xiàn)有產(chǎn)品的諸多不足，能有效形成厘米級(jí)精度的多類遙感影像產(chǎn)品的獲取能力。該系統(tǒng)采用大面陣傳感器，具備穩(wěn)定的量子效率，是快速獲取高空間分辨率、高光譜分辨率數(shù)據(jù)的保障。該系統(tǒng)成像清晰，每個(gè)波段影像的光譜分辨率高達(dá)10納米，地物分辨率最高可達(dá)10毫米/像素，配備2000萬(wàn)像素超大畫(huà)幅感光元件，極大提升了信息采集效率。
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0 _6 e- H' J* t% z) b  [“極視1號(hào)”陣列式多濾鏡結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)保證了整體系統(tǒng)的小型化、輕量化，使得它能被大多數(shù)專業(yè)級(jí)無(wú)人機(jī)輕易搭載，不必犧牲工作航時(shí)與動(dòng)力冗余。目前該產(chǎn)品的核心技術(shù)已申請(qǐng)多項(xiàng)國(guó)家發(fā)明專利，部分已經(jīng)獲得授權(quán)。
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自由定制化的設(shè)計(jì)思路，使“極視1號(hào)”更具自身獨(dú)有特色。不同的植被、農(nóng)作物、湖泊、河流的光譜特性千變?nèi)f化，傳統(tǒng)多光譜相機(jī)的波段數(shù)與觀測(cè)波長(zhǎng)都是固定的，無(wú)法同時(shí)觀測(cè)到這些特性特征，更無(wú)法滿足用戶的多樣性需求。而“極視1號(hào)”則可根據(jù)用戶的應(yīng)用目的、任務(wù)量等因素的不同，由用戶靈活調(diào)整其成像單元數(shù)量以及相應(yīng)觀測(cè)的光譜濾鏡，實(shí)現(xiàn)一套系統(tǒng)多樣觀測(cè)、滿足多種應(yīng)用需求的目的。
　　
“極視1號(hào)”還經(jīng)過(guò)專業(yè)團(tuán)隊(duì)在多種參數(shù)環(huán)境下的實(shí)際校準(zhǔn)檢測(cè)，配合針對(duì)性的精細(xì)化輻射校正模型，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
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此外，“極視1號(hào)”還擁有全鏈條的智能數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，它能智能規(guī)劃路徑，只需選定采集區(qū)域，即可自動(dòng)規(guī)劃、優(yōu)化采集路徑。無(wú)論身在何處，都能高效完成信息采集。