无人机+多光谱传感器”实现低空遥感监测新突破

寂静天花板

同济大学测绘与地理信息学院刘春教授团队历时三年自主研发的科技创新成果――“极视1号”,现身于2016中国国际工业博览会高校展区。
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这是一款重约2.7千克的低空遥感传感器，能利用光谱从空中识别人眼看不到的多种生态信息，可搭载于四轴、六轴、固定翼等多种无人机上，能极目千米。其观测面积大，1小时飞行可完成对2000亩地面空间的信息采集，数据精度高，且易于定制，可为我国城市建设、农业、林业、环保等诸多行业获取与处理“大数据”提供便捷、可靠的一体化解决方案。
　　
当今现代生活中，各类生态数据与人们的日常生活息息相关，比如城市内植被覆盖的变化、大型垃堆埋场的废弃物渗流状况、水域内微生物和含氧等等，这些生态数据不仅要实现在大范围的快速采集，还要实现精细化的定量反演，而通过搭载无人机平台，采用多光谱进行低空遥感观测成为其理想选择。
　　
目前，市场上尚缺乏成熟的无人机机载多光谱成像系统，现有产品存在像幅偏小、光谱单一、曝光时间过长、续航时间不足等弱点，并直接导致搭载无人机在高速飞行时产生一系列问题，如影像出现严重像移、低分辨率的光学影像无法支持达到地面厘米级的观测精度、缺少足够的光谱信息而无法实现生态信息的识别等。
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. b1 h% k+ s8 H0 {/ P+ x4 j; d9 V而同济大学推出的、科技称谓为“极视窄带多光谱阵列航摄仪”的“极视1号”,滤光镀膜采用同济大学科研成果，能够更加准确地截止波长，同时滤光率提升至98%,具备高空间分辨率、高光谱分辨率、大画幅、高速曝光等特点，弥补了现有产品的诸多不足，能有效形成厘米级精度的多类遥感影像产品的获取能力。该系统采用大面阵传感器，具备稳定的量子效率，是快速获取高空间分辨率、高光谱分辨率数据的保障。该系统成像清晰，每个波段影像的光谱分辨率高达10纳米，地物分辨率最高可达10毫米/像素，配备2000万像素超大画幅感光元件，极大提升了信息采集效率。
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“极视1号”阵列式多滤镜结构设计保证了整体系统的小型化、轻量化，使得它能被大多数专业级无人机轻易搭载，不必牺牲工作航时与动力冗余。目前该产品的核心技术已申请多项国家发明专利，部分已经获得授权。
　　
自由定制化的设计思路，使“极视1号”更具自身独有特色。不同的植被、农作物、湖泊、河流的光谱特性千变万化，传统多光谱相机的波段数与观测波长都是固定的，无法同时观测到这些特性特征，更无法满足用户的多样性需求。而“极视1号”则可根据用户的应用目的、任务量等因素的不同，由用户灵活调整其成像单元数量以及相应观测的光谱滤镜，实现一套系统多样观测、满足多种应用需求的目的。
　　
/ D# ^0 \, K% N+ @' g“极视1号”还经过专业团队在多种参数环境下的实际校准检测，配合针对性的精细化辐射校正模型，确保数据的准确性。
　　
: i6 _1 ^% Y( Y8 y% r- z此外，“极视1号”还拥有全链条的智能数据处理系统，它能智能规划路径，只需选定采集区域，即可自动规划、优化采集路径。无论身在何处，都能高效完成信息采集。