Гіперспектральне дистанційне зондування - це поточний кордон технології дистанційного зондування, використання багатьох дуже вузьких електромагнітних хвильових смуг з об'єкта, що цікавить, для отримання відповідних даних, містить безліч просторової, радіометричної та спектральної потрійної інформації, розробка якої є революцією У дистанційному зондуванні, але також спричинило фундаментальну зміну методів обробки даних та аналізу інформації, так що оригінал у широкому діапазоні дистанційного зондування в невизначеному матеріалі може бути виявлено у гіперспектральному дистанційному зондуванні. То що таке гіперспектральний? Це починається з видимої смуги сонця.
Чому світ барвистий?
Будь то південь неба чи зміна сезонів, чому ми вважаємо, що світ такий барвистий? Веселка, яка очищається після дощового дня, може допомогти нам вирішити відповідь. Сонячне світло-це насправді змішане кольорове світло, через розсіювання крапель води у повітрі розбивається на барвисте монохроматичне світло, складаючи всі кольори, які можуть сприймати наші очі, ця частина світла визначається як видимі довжини хвилі сонця.
На додаток до цього світло сонця також містить світло у ультрафіолетовій та інфрачервоній довжині хвилі. Однак той самий колір світла до наших людських очей також є складним кольором світла, що містить тисячі смуг, що далеко за межі людських очей для розрізнення. У той же час, різні об'єкти складаються з різних елементів та їх сполук, структура матеріалу також відрізняється, що призводить до довжини хвилі відбитого або розсіяного світла на поверхні об'єкта також показує специфічність; Різні об’єкти в різних станах різних довжин хвиль відбиття світла або здатності розсіювання різні, але також змушує об'єкт має різний колір або спектральні характеристики, як і «відбитки пальців, як інформація про« відбитки пальців », вони можуть розрізняти особливості та атмосферну композицію в прекрасний спосіб. Такі унікальні спектральні характеристики речовин є основою для ідентифікації та аналізу характеристик різних об'єктів у науці дистанційного зондування.
Для того, щоб точно придбати світлову інформацію в різних смугах довжин хвиль, оптичні дистанційні датчики супутників послідовно прийняли багатоспектральну технологію візуалізації та гіперспектральну технологію візуалізації, в якій світло, відображене або розсіюване від об'єктів, поділяється на конкретні смуги довжини хвилі світла за допомогою фільтрів, Призми, решітки та інші пристрої для розщеплення світла та цілі ідентифікуються, а дистанційне зондування кількісно визначається на основі спектральної інформації про функції, отриманої від землі або від атмосферного відбиття або розсіювання.
Спочатку дистанційне зондування землі використовувало багатоспектральну технологічну систему візуалізації, часто лише кілька каналів, кожен канал містить оптичну інформацію з довжиною хвилі шириною десятками нанометрів і може реалізувати спектральну здатність виявлення як в інфрачервоних, так і у ультрафіолетових напрямках. Однак для подібних об'єктів або об'єктів у різних станах характерні піки їх спектрів відбиття зазвичай схожі, як показано на малюнку нижче, характерні піки чотирьох видів дерев лише дещо відрізняються при 960 нанометрах, і для Розрізняють категорії різних видів дерев, необхідна спектральна роздільна здатність менше десяти нанометрів; Наприклад, для класифікації та ідентифікації гірських порід виникнення шкідників та захворювань у культурах ґрунт був відремонтований для ведення господарства, а також спалахи флори або ціанобактерій, наприклад, для класифікації та ідентифікації гірських порід, шкідників посівів та Хвороби, реконструкція ґрунту та вирощування, цвітіння води або спалахи ціанобактерій, забруднення повітря та інші проблеми, які відображаються в спектрах лише у кількох нанометрах змін, традиційні засоби мультиспектрального виявлення є перенапруженим, а рівень успішності ідентифікації не високий .
З початком розробки гіперспектральної технології дистанційного зондування в 1970 -х роках, поле оптичного дистанційного зондування зазнав революційних змін і поступово формувало популярне поле технології кордону. Технологія гіперспектрального дистанційного зондування-це технологія, заснована на дуже багато вузькосмугових даних, що поєднує технологію візуалізації зі спектральною технологією для виявлення двовимірного геометричного простору та одновимірної спектральної інформації про ціль, а також для отримання безперервної вузької смуги Дані зображення з високою спектральною роздільною здатністю. Технологія гіперспектральної візуалізації швидко розвивається, а загальні включають спектроскопію решітки, акустоооптичну регульовану фільтр-спектроскопію, спектроскопію призми та покриття мікросхем.
Які технічні характеристики гіперспектрального дистанційного зондування?
Гіперспектральний （ гіперспектральна камера ） Одноканальна смуга вузька, її спектральна роздільна здатність настільки ж висока, як нанометр (нм) порядок (як правило, менше 10 нм), кількість спектральних каналів до десятків або навіть сотень більше, щоб отримати Постійне відображення матеріалу / розсіювання безперервних спектральних даних, які можна реалізувати в діапазоні видимої, майже інфрачервоної, середньої інфрачервоної та теплової інфрачервоної довжини хвилі та збору гіперспектральних даних.
Розрізняється від традиційної багатоспектичної технології дистанційного зондування для розрізнення цілей на основі кольорових різниць, гіперспектральна технологія дистанційного зондування може досягти дискретного відбору проб у спектральному просторі, а цілі, які можна розрізнити, - це, як правило, є очевидними відмінностями у спектральному просторі, таких як водні тіла , рослинність і гола земля. Гіперспектральне дистанційне зондування-це багатовимірна технологія придбання інформації, яка поєднує технологію візуалізації та спектральну технологію, яка може одночасно отримувати двовимірну просторову інформацію про ціль та третю спектральну інформацію та проаналізувати композиційну інформацію матеріалу через морфологію Спектральні криві для ідентифікації цілі, а також цільових особливостей, які можуть відрізнити різні категорії одного і того ж виду особливостей. Згідно з різними сценаріями застосування, селективність спектру стає гнучкою та диверсифікованою, що покращує здатність розрізняти та ідентифікувати особливості, ефективно розрізняє різні категорії, що належать до одного виду особливостей, усвідомлює "різні спектри для одного виду" та " "Різні особливості для одного типу спектру" і зменшує явище спектральної просторової плутанини особливостей, таких як явище різних деревних видів. Це може зменшити явище спектральної просторової плутанини особливостей, таких як ідентифікація різних видів дерев та різних мінералів; У той же час, гіперспектральні дані можуть бути використані для вилучення біопізичних та хімічних параметрів, а також біохімічного аналізу хлорофілу А, лігніну та целюлози рослинності.
Розробка гіперспектральної технології дистанційного зондування робить дистанційне зондування від якісного аналізу до кількісного або напівкількісного трансформації, основне застосування традиційної технології дистанційного зондування ґрунтується на якісному аналізі, частина кількісного аналізу результатів точності результатів не є Ідеальний, що, очевидно, пов'язане з спектральною та просторовою роздільною здатністю датчика візуалізації, втручанням атмосферного та ґрунтового фону та інших обмежень, гіперспектральна роздільна здатність візуалізація дистанційного зондування спочатку проривається через спектральну роздільну здатність єдиного межі високої спектральної роздільної здатності дистанційного зондування по -перше прориває обмеження спектральної роздільної здатності, що значною мірою пригнічує вплив інших тривожних факторів у спектральному просторі, що дуже корисно для підвищення точності результатів кількісного аналізу.
Що таке гіперспектральні програми?
Порівняно з високою роздільною здатністю та багатоспектральними зображеннями, гіперспектральні зображення мають високу спектральну роздільну здатність та багато діапазонів, які можуть отримати майже безперервні спектральні криві функцій, а конкретні смуги можуть бути обрані або витягнуті відповідно до необхідності виділити цільові функції; Кватнізовані дані безперервної спектральної кривої забезпечують умови для впровадження класифікації зображень у модель спектрального механізму функцій, яка містить багату радіометричну, просторову та спектральну інформацію, і є синтезом різноманітної інформації. Він містить багату радіометричну, просторову та спектральну інформацію, є всеосяжним носієм різної інформації. Гіперспектральні зображення широко використовуються в галузях геоморфологічного відображення, розвідки ресурсів, сільськогосподарському дистанційному зондуванні, дистанційному зондуванню навколишнього середовища, моніторингу лісового господарства, дистанційним зондуванням ґрунту, дистанційним зондуванням кольору води та наукою про атмосферу.
1. Віддалене зондування для класифікації функцій
На малюнку показані гіперспектральні дані прибережної області Дубая, отримані гіперспектральними дистанційними датчиками, які можуть точно розпізнати інформацію про основні категорії особливостей, такі як водойми, будівлі, дороги, голий ґрунт тощо, через класифікацію функцій і може бути Підрозділяється на 3 ~ 5 Ефективні підкатегорії у кожній основній категорії, а також може визнати інформацію суден у далекому морі.
2. Руда розвідка
Технологія гіперспектрального дистанційного зондування може забезпечити прискорення геологічного дослідження. Виходячи з аналізу спектральних кривих отриманих гірських порід, можна знати типи розподілу мінералів та площу місця. На малюнку видно, що дані гіперспектрального дистанційного зондування ефективно витягували два види мінеральної інформації про серицит та хлорит в області Дулана Цинхай, а після трансформації МНФ він посилює розпізнавання літології та тектонічної геології.
3. Віддалене зондування водного середовища
Через певну схожість між спектрами водних рослин та цвітінням води та спектрами рослинності важко часто використовуватися багатоспектральні дані дистанційного зондування для точного ідентифікації цвітіння води та водних рослин, і лише дані про гіперспектральне дистанційне зондування можуть зафіксувати Детальні спектральні відмінності між комплексним та змінним цвітінням води, водними рослинами та водою, щоб точно визначити цвітіння води та водних рослин. На малюнку показана екологічна карта регіонального водоймного корпусу Юньнань Діанчі, придбана гіперспектральним датчиком, що переноситься супутниками, який може чітко визначити кольорову розчинену органічну речовину (CDOM), хлорофіл A (CHL-A) та концентрацію суспендованих твердих речовин (TSM) у водоймі. Тим часом параметри якості води невеликих річок та озер, крім Діанкі, також чітко впізнавані на зображенні.
4. Атмосферне дистанційне зондування
Моніторинг дистанційного зондування викидів джерела точки метану проводили в Лівії та Сполучених Штатах за допомогою даних гіперспектрального дистанційного зондування з оптимізованими алгоритмами інверсії концентрації стовпчика метану. На малюнку (а) показані результати моніторингу витоку метану з свердловини нафтової свердловини Дор Маради в Лівії, а на малюнку (b) показані результати моніторингу витоку метану з свердловини середнього потоку DCP в басейні Пермського басейну США, який може точно Моніторинг чіткого шлейфу викидів метану в області.
Відео з Гіперспектральної камери БПЛА на роботі
