無人機機載高光譜成像系統(tǒng)是萊森光學(xué)（LiSen Optics）一款基于小型多旋翼無人機機載高光譜成像系統(tǒng)，該系統(tǒng)由高光譜成像相機、穩(wěn)定云臺、機載控制與數(shù)據(jù)采集模塊、機載供電模塊等部分組。無人機機載高光譜成像系統(tǒng)采用了內(nèi)置掃描系統(tǒng)和增穩(wěn)系統(tǒng)，成功克服了小型無人機系統(tǒng)搭載推掃式高光譜相機時，由于無人機系統(tǒng)的震動造成的成像質(zhì)量差的問題，同時具有高光譜分辨率和優(yōu)異的成像性能。

無人機機載高光譜成像系統(tǒng)配合定制開發(fā)的高性能穩(wěn)定云臺，能夠有效降低飛行過程中無人機抖動引起的圖像扭曲與模糊。該系統(tǒng)與大疆M600 pro無人機適配，同時支持同類型的多種無人機，無人機機載高光譜成像系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、水環(huán)境等行業(yè)領(lǐng)域，系統(tǒng)支持配件升級及定制化開發(fā)，為教育科研、智慧農(nóng)業(yè)、目標(biāo)識別、軍事反等行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域提供了高性價比解決方案。

典型應(yīng)用

技術(shù)優(yōu)勢特點

       2  光譜范圍400-1000nm，分辨率優(yōu)于3nm

2  高性能分光系統(tǒng)、大靶面CCD圖像傳感器，高靈敏度、高像質(zhì)

2  全靶面高成像質(zhì)量光學(xué)設(shè)計，點列斑直徑小于0.5像元

2  高光譜分辨率，大視場，數(shù)據(jù)采集效率高目標(biāo)光譜實時匹配搜索功能

2  懸停拍攝與無人機推掃兩種工作模式，無需高精度慣導(dǎo)系統(tǒng)，圖像實時自動拼接·操作方便

2 監(jiān)控拍攝效果·輔助取景攝像頭實時可見，無需專業(yè)無人機操控手，可實現(xiàn)單人操作·圖像實時回傳

2  通過地面站實時觀測飛機采樣地點并可利用地面站設(shè)置逐點采集的航線·數(shù)據(jù)預(yù)覽及矯正功能

2  輻射度校正、反射率校正、區(qū)域校正支持批處理

2  實時常用植被指數(shù)計算功能：歸一化植被指數(shù)（NDVI）、比值植被指數(shù)（RV）、增強植被指數(shù)（E/I）、大氣阻抗植被指數(shù)（ARVI）、改進紅邊比值植被指數(shù)（mSR705）、、Vogelmann紅邊指數(shù)（VOG）、光化學(xué)植被指數(shù)（PR）、結(jié)構(gòu)不敏感色素指數(shù)（SIP）、歸一化氮指數(shù)（NDNI）、類胡蘿卜素反射指數(shù)1（CR11）、類胡蘿卜素反射指數(shù)2（CRI2）、花青素反射指數(shù)1（AR11）、花青素反射指數(shù)2（ARI2）、水波段指數(shù)（WB1）、歸一化水指數(shù)（NDW）、水分脅迫指數(shù)（MS）、歸一化紅外指數(shù)（ND）、歸一化木質(zhì)素指數(shù)（NDL）、纖維素吸收指數(shù)（CAl）、植被衰減指數(shù)（PSRI）、調(diào)整土壤亮度的

2  支持自定義實時分析模型輸入功能

2  數(shù)據(jù)格式兼容Evince、Envi、SpecSight等數(shù)據(jù)分析軟件

數(shù)據(jù)采集分析軟件介紹

    采集功能：光譜相機控制，數(shù)據(jù)采集，自動曝光，自動掃描速度匹配，輔助攝像頭功能，支持遠(yuǎn)程遙控，支持巡航+慣導(dǎo)采集模式，數(shù)據(jù)支持ENVI等第三方分析軟件。數(shù)據(jù)預(yù)處理功能：反射率校正、區(qū)域校正、輻射度校正、光譜及圖像數(shù)據(jù)預(yù)覽功能等（一年內(nèi)免費更新）。

案例應(yīng)用

主要技術(shù)指標(biāo)

無人機高光譜在各領(lǐng)域的應(yīng)用

一、農(nóng)林領(lǐng)域應(yīng)用

      l  農(nóng)林災(zāi)害監(jiān)測

運用高光譜圖像監(jiān)測農(nóng)作物遭受病蟲害的程度和作物的長勢，根據(jù)圖像的顏色判斷病害程度。如下圖：

利用森林植被覆蓋度和土壤的相關(guān)指數(shù)監(jiān)測森林火災(zāi)的發(fā)生和燃燒嚴(yán)重程度，對大面積的森林火災(zāi)評估有重要的經(jīng)濟作用。

l  精細(xì)農(nóng)林業(yè)數(shù)據(jù)監(jiān)測

高光譜遙感在農(nóng)業(yè)應(yīng)用中監(jiān)測作物的養(yǎng)分供應(yīng)狀況，對于及時了解作物的長勢，采取有效的增產(chǎn)措施均具有積極的意義，主要針對作物養(yǎng)分失調(diào)的形態(tài)診斷和化學(xué)分析適用于有限面積的作物及土壤的診斷和分析。另外，當(dāng)作物不止一種時，快速分類識別就非常重要，因為不同作物，肥料種類和用量都不一樣，如果只根據(jù)長勢圖施肥可能導(dǎo)致一些作物施肥過量而另一些施肥不足。無人機高光譜系統(tǒng)相比多光譜系統(tǒng)有更多譜段和更高光譜分辨率，因而可以在不同波長段獲取不同作物的不同響應(yīng)，進而達到快速有效識別。其識別率可高達95%。                                

l  植被/農(nóng)林生態(tài)調(diào)查

植被中的非光合作用組分用傳統(tǒng)寬帶光譜無法測量，而用高光譜對植被組分中的非光合作用組分進行測量和分離則較易實現(xiàn)。因此，可以通過高光譜遙感定量分析植冠的化學(xué)成分，監(jiān)測由于大氣和環(huán)境變化引起的植物功能的變化。

2  植被群落、植被種類的分類與識別；

2  冠層結(jié)構(gòu)、狀態(tài)或活力的評價、冠層水文狀態(tài)與冠層生物化學(xué)性質(zhì)的估計；

2  葉片的基本生物物理化學(xué)成分的研究

農(nóng)作物生化組分填圖

二、水質(zhì)、地質(zhì)及環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域應(yīng)用

l  水質(zhì)監(jiān)測

高光譜遙感數(shù)據(jù)的精細(xì)光譜分辨率可用于識別和估算水體中葉綠素、單寧酸和沉淀物的含量。進而監(jiān)測藻類生長和推斷水產(chǎn)研究中浮游生物的分布和魚群的位置。

2  估算和分析水域中d的吸收和散射成分，如葉綠素、浮游生物、不可溶解的有機質(zhì)、懸浮沉淀物、半淹沒水生植物；

2  識別和估算水域中葉綠素、黃色物質(zhì)及懸浮物的含量并用于水質(zhì)監(jiān)測；

2  通過對葉綠素的估算，監(jiān)視浮藻生長、浮游生物的分布位置和魚群位置，估算浮游生物的生物量和生產(chǎn)力。

l 地質(zhì)勘探/土壤監(jiān)測

高光譜遙感技術(shù)通過對地表礦物質(zhì)識別用于尋找礦產(chǎn)資源，尤其對熱液蝕變礦床的勘探有效，并用于地球化學(xué)填圖和地質(zhì)制圖。高光譜遙感已經(jīng)在地質(zhì)領(lǐng)域扮演了重用角色，依據(jù)實測的巖石礦物波譜特征，對不同巖石類型進行直接識別，達到直接提取巖性的目的。

地物中不同元素在光譜響應(yīng)中均對應(yīng)有不同的響應(yīng)波段。不同礦物在中遠(yuǎn)紅外波段區(qū)間的響應(yīng)會存在不同的差異。因此可以根據(jù)不同礦物的化學(xué)組分提取礦物的詳細(xì)信息。

l 環(huán)境監(jiān)測

紅邊位置是綠色植物的光譜曲線在680nm-760nm區(qū)間反射率增長的點，也就是曲線在此區(qū)間的拐點，紅邊位置向左或者向右移動能夠間接反應(yīng)出植被的長勢及健康狀況，植被長勢好將向右移動，長勢差將向左移動，俗稱“藍移”。

l 大氣環(huán)境評價

大氣中的分子和粒子成分在太陽反射光譜中有強烈反應(yīng)，常規(guī)寬波段遙感方法無法識別出由于大氣成分的變化而引起的光譜差異，高光譜由于波段很窄，能夠識別出光譜曲線的細(xì)微差異。

三、軍事領(lǐng)域應(yīng)用

根據(jù)目標(biāo)光譜與材料光譜特性的不同，利用高光譜技術(shù)可以從的物體中自動發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，在調(diào)查生產(chǎn)方面，超光譜成像光譜儀不但可探測目標(biāo)的光譜特性、存在狀況，甚至可分析其物質(zhì)成分，根據(jù)工廠產(chǎn)生煙霧的光譜特性，直接識別其物質(zhì)成分，從而可以判定工廠生產(chǎn)的種類，特別是攻擊性利用短波紅外高光譜成像識別戰(zhàn)場環(huán)境中網(wǎng)，上圖為真彩色原始圖像，下圖為經(jīng)過處理的網(wǎng)識別圖像。