無人機+多光譜傳感器”實現低空遙感監測新突破

寂靜天花板

同濟大學測繪與地理信息學院劉春教授團隊歷時三年自主研發的科技創新成果――“極視1號”,現身于2016中國國際工業博覽會高校展區。

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別人眼看不到的多種生態信息，可搭載于四軸、六軸、固定翼等多種無人機上，能極目千米。其觀測面積大，1小時飛行可完成對2000畝地面空間的信息采集，數據精度高，且易于定制，可為我國城市建設、農業、林業、環保等諸多行業獲取與處理“大數據”提供便捷、可靠的一體化解決方案。
　　
當今現代生活中，各類生態數據與人們的日常生活息息相關，比如城市內植被覆蓋的變化、大型垃堆埋場的廢棄物滲流狀況、水域內微生物和含氧等等，這些生態數據不僅要實現在大范圍的快速采集，還要實現精細化的定量反演，而通過搭載無人機平臺，采用多光譜進行低空遙感觀測成為其理想選擇。
3 z3 }; p. n# e. m- q! t　　
目前，市場上尚缺乏成熟的無人機機載多光譜成像系統，現有產品存在像幅偏小、光譜單一、曝光時間過長、續航時間不足等弱點，并直接導致搭載無人機在高速飛行時產生一系列問題，如影像出現嚴重像移、低分辨率的光學影像無法支持達到地面厘米級的觀測精度、缺少足夠的光譜信息而無法實現生態信息的識別等。
　　
而同濟大學推出的、科技稱謂為“極視窄帶多光譜陣列航攝儀”的“極視1號”,濾光鍍膜采用同濟大學科研成果，能夠更加準確地截止波長，同時濾光率提升至98%,具備高空間分辨率、高光譜分辨率、大畫幅、高速曝光等特點，彌補了現有產品的諸多不足，能有效形成厘米級精度的多類遙感影像產品的獲取能力。該系統采用大面陣傳感器，具備穩定的量子效率，是快速獲取高空間分辨率、高光譜分辨率數據的保障。該系統成像清晰，每個波段影像的光譜分辨率高達10納米，地物分辨率最高可達10毫米/像素，配備2000萬像素超大畫幅感光元件，極大提升了信息采集效率。
　　
“極視1號”陣列式多濾鏡結構設計保證了整體系統的小型化、輕量化，使得它能被大多數專業級無人機輕易搭載，不必犧牲工作航時與動力冗余。目前該產品的核心技術已申請多項國家發明專利，部分已經獲得授權。
$ d1 Y# f: m! S/ s9 [* F, j　　
自由定制化的設計思路，使“極視1號”更具自身獨有特色。不同的植被、農作物、湖泊、河流的光譜特性千變萬化，傳統多光譜相機的波段數與觀測波長都是固定的，無法同時觀測到這些特性特征，更無法滿足用戶的多樣性需求。而“極視1號”則可根據用戶的應用目的、任務量等因素的不同，由用戶靈活調整其成像單元數量以及相應觀測的光譜濾鏡，實現一套系統多樣觀測、滿足多種應用需求的目的。
　　
“極視1號”還經過專業團隊在多種參數環境下的實際校準檢測，配合針對性的精細化輻射校正模型，確保數據的準確性。
; s) e4 g# D3 z* I　　
此外，“極視1號”還擁有全鏈條的智能數據處理系統，它能智能規劃路徑，只需選定采集區域，即可自動規劃、優化采集路徑。無論身在何處，都能高效完成信息采集。