学术科研
无人机搭载红边多光谱相机等设备开展飞行试验
时间:2021-07-08 10:27  浏览:222
  近期,定量遥感信息技术院重点实验室科研人员利用无人机搭载禅思相机、红边多光谱相机以及高光谱成像仪,先后在呼伦贝尔鄂温克实验站、谢尔塔拉农场草牧业试验田及示范田开展了飞行试验。
  
  物候观测对动植物的生长、发育现象出现时日的观测。农作物的生育期观测是农业气象物候观测的主要内容之一。该项观测是农业气象服务和科学研究的基本资料。物候观测的首要任务是确认物候相的出现,在此基础上才记录物候日和物候期。这是为了对一个地区主要作物品种各个发育期的气象条件作出鉴定,因而对的气象要素和处在主要发育期的状况的观测要同步进行。
  
  此次试验是在实验室牵头承担的“典型牧区草地资源及放牧信息的星空地一体化精准评估”课题支持下,期望引入无人机、浮空平台、卫星等空天遥感手段,结合地基物候观测,实现对示范区草地资源及牲畜种类与数量的高效精准核查。其中,无人机平台灵活机动,可搭载高光谱相机等多类载荷,是构建空天多尺度遥感平台的重要环节,也是卫星与地基草畜采样测量量值传递的重要手段。
  
  多光谱照相机是在普通航空照相机的基础上发展而来的。多光谱照相是指在可见光的基础上向红外光和紫外光两个方向扩展,并通过各种滤光片或分光器与多种感光胶片的组合,使其同时分别接收同一目标在不同窄光谱带上所辐射或反射的信息,即可得到目标的几张不同光谱带的照片。
  
  多光谱照相机可分为三类:第一是多镜头型多光谱照相机。它具有4-9个镜头,每个镜头各有一个滤光片,分别让一种较窄光谱的光通过,多个镜头同时拍摄同一景物,用一张胶片同时记录几个不同光谱带的图像信息;第二是多相机型多光谱照相机。它是由几台照相机组合在一起,各台照相机分别带有不同的滤光片,分别接收景物的不同光谱带上的信息,同时拍摄同一景物,各获得一套特定光谱带的胶片;第三是光束分离型多光谱照相机。它采用一个镜头拍摄景物,用多个三棱镜分光器将来自景物的光线分离为若干波段的光束,用多套胶片分别将各波段的光信息记录下来。这三种多光谱照相机中,光束分离型照相机的优点是结构简单,图像重叠精度高,但成像质量差;多镜头和多相机型照相机也难准确地对准同一地方,重叠精度差,成像质量也差,同时,重叠的处理时间也较长。
  
  高光谱成像技术是基于非常多窄波段的影像数据技术,它将成像技术与光谱技术相结合,探测目标的二维几何空间及一维光谱信息,获取高光谱分辨率的连续、窄波段的图像数据。目前高光谱成像技术发展迅速,常见的包括光栅分光、声光可调谐滤波分光、棱镜分光、芯片镀膜等。可以应用在食品安全、医学诊断、航天领域等领域。
  
  所谓高光谱图像就是在光谱维度上进行了细致的分割,不仅仅是传统所谓的黑、白或者R、G、B的区别,而是在光谱维度上也有N个通道,例如:我们可以把400nm-1000nm分为300个通道。因此,通过高光谱设备获取到的是一个数据立方,不仅有图像的信息,并且在光谱维度上进行展开,结果不仅可以获得图像上每个点的光谱数据,还可以获得任一个谱段的影像信息。
  
  高光谱成像技术是基于非常多窄波段的影像数据技术,它将成像技术与光谱技术相结合,探测目标的二维几何空间及一维光谱信息,获取高光谱分辨率的连续、窄波段的图像数据。目前高光谱成像技术发展迅速,常见的包括光栅分光、声光可调谐滤波分光、棱镜分光、芯片镀膜等。
  
  高光谱遥感是通过高光谱传感器探测物体反射的电磁波而获得地物目标的空间和频谱数据,成立于20世纪初期的测谱学就是它的基础。高光谱遥感的出现使得许多使用宽波段无法探查到的物体,更加容易被探测到,所以高光谱遥感的出现时成功的是革命性的。
  
  浮空器一般是比重轻于空气的、依靠大气浮力升空的飞行器。在电子和军事民用领域,一般不将热气球划在浮空器范围内。此外,空间飞艇不一定依靠浮力。除了军 用外,大型民用浮空器还可以用于交通、运输、娱乐、赈灾、影视拍摄、科学实验等等。浮空器一般可以分为系留气球和飞艇。系留气球一般没有动力系统,依靠系留缆绳与地面设备或站点相连接;飞艇有动力,可在遥控或自动控制下自主飞行。
  
  浮空平台通过热气飞艇无人化,利用囊体加压技术和囊体外形曲线优化技术提高系统抗风能力,使用地面锚泊设备实现热气飞艇的升降。该系统提高了热气飞艇的技术水平,扩大系留热气飞艇使用条件,扩展其应用领域。系留热气飞艇浮空平台作为一种新的系留浮空平台,通过携带不同任务设备,不仅能够作为重大灾害情况下的应急通讯平台,还能够完成空中监控、电子侦查、电子干扰、通讯中继、科学试验等各种军 用和民用任务。
  
  浮空平台是一套在自然灾害后及时恢复通信的系统,对于救灾的指挥调度,稳定士气民心具有重要意义。一种系留热气飞艇浮空平台,其特征在于:包括囊体、吊舱、锚泊车、控制系统;囊体经吊挂绳与吊舱连接,系留缆绳连接于吊挂绳下端的交汇点上,系留缆绳装于锚泊车。
  
  利用“系留热气飞艇浮空平台”的密闭囊体增压技术,遥控加热使系统产生升力,搭载应急通信系统升空,留空过程中完成应急通信任务。系统释放、留空及同收过程中加热、数据传输、监控由电台自动控制,同时结合地而可移动式锚泊车来实现。具有操作简单、安全性高、留空时间长等特点。
  
  新闻来源:中国科学院空天信息创新研究院
 
发表评论
0评