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前沿信息:无人机数据如何解决成像问题

发布时间:2021-05-14 12:07:49  编辑:  来源:

最近小编发现有诸多的小伙伴们对于无人机数据如何解决成像问题这个问题都颇为感兴趣的,大家也都想要及时了解到无人机数据如何解决成像问题相关信息,那么小编今天就来为大家梳理下具体的关于这个问题的一些消息吧。

火灾后的早晨摧毁了你的大部分葡萄园,你意识到你必须决定是否要重新种植。您的多光谱成像仪无人机经过优化,可以检测特定波段的水分压力,但现在植物已经消逝,您想知道土壤的质量,现在已经散布着燃烧产物。一些相机供应商已经联系过您,包括一些销售高光谱成像仪的人。高光谱 ......它有一个很好的技术环,但你怎么知道它是否满足你的成像需求?

您治理着一家大型炼油厂,安装在无人机上的热像仪已成功检测到油罐腐蚀和泄漏位置。您想通过识别炼油厂废气中的特定污染物来更进一步。您认为您可能需要一种光谱选择技术,但有几种选择可供选择,包括过滤相机的宽带输出和使用激光雷达传感器。为了与相机供应商或解决方案提供商进行良好沟通,您需要哪些信息?

你的邻居报告说,在夜间,人们会在大牧场的边缘看到他们,但他们很少住在一个地方,可以看到在树附近移动。虽然您无法在晚上使用热像仪合法操作您的无人机,但在白天映射您的区域是否有任何价值?

这些情景表明,随着无人机市场的不断扩大,针对任何问题的各种成像解决方案似乎对数据最终用户和企业决策者来说都是无法抗拒的。以下段落讨论了可以帮助决策者成为更聪慧的消费者的基本概念。

激光雷达(Li ght D etection and R anging )可用于创建大量数据产品,包括数字高程模型,地形图和冠层高度剖面。它还可用于检测气体成分,包括烟囱中的污染物。在操作中,特定波长的激光源将脉冲能量导向目标并接收反射信号。由于脉冲启动成像,激光雷达被称为主动感测技术

飞行在无人机上的大多数成像器是无源传感器,不会发出脉冲。相反,它们利用目标的材料属性,特殊是其反射率或发射率。基于反射的成像在可见光谱和近红外(NIR)中占主导地位,辐射源通常是太阳。发射率在热红外线中占主导地位,因此当使用热红外相机对其进行成像时,具有相同温度但具有非常不同的发射率的两个相邻物体可以显示出足够的对比度以进行区分。虽然这种类型的相机通常用于在夜间对人们进行背景拍摄,但是人类可以在日光成像中显示较冷的背景(例如雪)。

下图说明了电磁频谱,包括我们看到大多数无人机运行的区域。的可见光波长区域是电磁光谱的经人眼敏感的部分,和从约0.38微米延伸至0.76微米。甲微米,通常被称为一个微米,是一米的1百万分之一。鉴于仪表长度超过3码,微米是一个非常小的测量单位。

颜色是人类视觉的特性,在无人机应用中看到RGB相机是很常见的。在系统中设计了提供红色,绿色和蓝色的特定于颜色的滤镜,并且进一步处理同意 在输出图像中渲染全色光谱。当滤镜不是相机的一部分时,会产生灰度图像。可见成像仪的应用范围涵盖无人机解决方案领域,从施工治理到基础设施检测再到航空房地产摄影。

的近红外线是光谱外面可见的一小部分,延伸至约1.4微米或进一步,取决于成像器的检测器。自NASA Landsat卫星评估植物健康的最早日期以来,这个小的光谱区域非常有价值,并且它在今天用于精准农业。近红外相机采纳假彩色系统来产生图像,其中健康的植被呈现红色,而较不健康的植被通常呈灰色。这些信息对于农民或葡萄酒商来说很有价值,因为植物压力信息在用肉眼可见之前显示在NIR中。与在可见区域一样,NIR中的主要物理过程是反射率。

的红外光谱开始,其中所述NIR结束时,与许多热红外相机约7和14微米之间捕获图像。应用于相机图像的假色同意 更详细地显示对象之间的热差异。高温目标,例如飞机和地面车辆发动机以及枪口废气羽流在热图像上显得高度辐射。同样,火灾,更明亮的位置,表明更高的温度,可以帮助消防经理决定在哪里部署化学阻燃剂的信息。

应该注意的是,激光雷达没有明显的光谱区域,因为该技术利用了可见光和近红外光谱中几种不同波长的激光。

最后,需要考虑三种成像方式。它们是宽带,多光谱和高光谱。

甲宽带成像器收集数据在宽的光谱带,如热红外。在可见光谱区域上收集数据的可见成像器也是宽带成像器。

阿多光谱成像器,在周密农业经常使用,利用许多较小的光谱带的,在收集了可用于生成图像频谱的窄部分的数据。

甲超光谱成像器在数百窄光谱带的收集数据,典型地在可见和NIR。高光谱成像仪在空间和光谱上(按波长)提供有关地面目标的信息。因此,成像器的输出包含与光谱带一样多的图像。需要精确的地理位置以最大化该信息的价值,这可以用于包括矿物识别在内的多种应用中。

总之,无人机数据用户和企业决策者有许多选择可用于解决他们的成像问题。应用程序的详细知识和预期成像的目标是成功的关键。

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