AISA 高光譜航空遙感成像系統(tǒng)
芬蘭SPECIM公司的 AISA 系統(tǒng)是針對(duì)航空和國(guó)防應(yīng)用開發(fā)的專業(yè)解決方案，涵蓋VNIR (380-1000nm), SWIR (1000-2500nm) 和用于熱成像的LWIR (7.6 – 12.4μm) 光譜范圍. 其*的熒光探測(cè)成像光譜儀AisaIBIS和同時(shí)采集VNIR-SWIR（400-2500nm）的AisaFENIX系列成像光譜儀，以其的性能，使ASIA系統(tǒng)成為在航空高光譜領(lǐng)域的市場(chǎng)領(lǐng)dao者，已有近100套系統(tǒng)在范圍內(nèi)使用。
在同類產(chǎn)品中小的尺寸和重量同時(shí)，ASIA系列高光譜相機(jī)擁有佳的信噪比SNR和的成像質(zhì)量，這樣的組合使得AISA系統(tǒng)成為研究機(jī)構(gòu)、企業(yè)以及國(guó)防機(jī)構(gòu)在遙感應(yīng)用方面li想的選擇。SPECIM公司提供的完整系統(tǒng)可以安裝到固定翼、旋轉(zhuǎn)翼、載人或無(wú)人等所有類型的航空器上。
每一部AISA高光譜航空遙感設(shè)備都是一套由高質(zhì)量、經(jīng)過(guò)全面測(cè)試的組件高度集成而得的復(fù)雜系統(tǒng)。例如地理參照系的準(zhǔn)確度對(duì)于所有航空應(yīng)用都至關(guān)重要，因此，AISA系統(tǒng)采用了GPS組件和慣性制導(dǎo)系統(tǒng)（INS）來(lái)進(jìn)行定位和確定方向。并通過(guò)綜合慣性傳感器和陀螺儀的輸出數(shù)據(jù)判斷初始軌跡（速度，位置，高度）。
系統(tǒng)組成
♦ 高性能高光譜成像儀
♦ GPS / IMU傳感器
♦ 數(shù)據(jù)采集器和電源以及數(shù)據(jù)采集軟件
♦ 安裝接口選項(xiàng)
♦ 用于輻射度和幾何數(shù)據(jù)與處理的軟件 CaliGeoPro
應(yīng)用領(lǐng)域
植被探測(cè)、地質(zhì)勘探、國(guó)防。
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根據(jù)覆蓋光譜波段不同，AISA系統(tǒng)分為：AFX10 ，AisaKESTREL , AisaFENIX, AisaFNIX 1K, AisaIBIS, AisaOWL等型號(hào)，并有多種選件以適用于不同平臺(tái)和應(yīng)用。
| AFX 系列 超小型無(wú)人機(jī) VNIR/NIR 高光譜系統(tǒng)，一體化集成
♦ 產(chǎn)品型號(hào)：AFX10/AFX17 ♦ 光譜范圍：400-1000nm/900-1700nm ♦ 光譜采樣：2.68nm/3.5nm ♦ 空間像素：1024/640 ♦ 超小型，一體化（相機(jī)、慣導(dǎo)、電腦）集成，系統(tǒng)總重僅為2.5公斤 |
| Aisa KESTREL 系列 無(wú)人機(jī)用VNIR/NIR 高光譜相機(jī) ♦ 光譜范圍：380 – 1000 nm/ 600 - 1600 nm ♦ 光譜采樣：1.75/3.5/7 nm ♦ 信噪比SNR：800 : 1 ♦ 空間像素：2048 ♦ 微型，超級(jí)輕便，用于無(wú)人機(jī) |
| Aisa IBIS 超光譜相機(jī) 植物熒光探測(cè)高光譜相機(jī) ♦ 光譜范圍：670– 780 nm ♦ 光譜采樣：0.11 nm ♦ 光譜波段數(shù)：1000 ♦ 空間像素：768 ♦ 用于探測(cè)植物光合作用，監(jiān)測(cè)生長(zhǎng)狀態(tài) |
| Aisa FENIX 同時(shí)獲得VNIR-SWIR全光譜數(shù)據(jù) ♦ 光譜范圍：380 – 2500 nm 采集于同一數(shù)據(jù)集 ♦ 一套光學(xué)系統(tǒng)：無(wú)需進(jìn)行畸變，銳度和景深的校準(zhǔn) ♦ 光譜分辨率：3.5 nm/10 nm ♦ 光譜波段數(shù)：620 ♦ 空間像素?cái)?shù)：384 ♦ 輕便緊湊，與雙探測(cè)器系統(tǒng)相比，體積重量減小75% |
| Aisa FENIX 1K 空間分辨率更高的VNIR-SWIR全光譜相機(jī) ♦ 光譜范圍：380 – 2500 nm采集于同一數(shù)據(jù)集 ♦ 一套光學(xué)系統(tǒng)：無(wú)需進(jìn)行畸變，銳度和景深的校準(zhǔn) ♦ 光譜分辨率：4.5 nm/15 nm ♦ 光譜波段數(shù)：620 ♦ 空間像素?cái)?shù)：1024 ♦ 更高的空間像素，一次探測(cè)更大范圍，減小飛行時(shí)間60% |
| Aisa OWL 熱紅外高光譜相機(jī) ♦ 光譜范圍：7.5– 12.5 μm ♦ 光譜分辨率：100 nm ♦ 光譜波段數(shù)：96 ♦ 空間像素?cái)?shù)：384 ♦ 用于國(guó)防和研究所應(yīng)用 |
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應(yīng)用案例
■ 基于高光譜數(shù)據(jù)的山地植被分類研究
本文探討了利用AisaFENIX高光譜航空影像在山地農(nóng)業(yè)植被分類中的應(yīng)用，高光譜數(shù)據(jù)提供了對(duì)農(nóng)場(chǎng)景觀進(jìn)行詳細(xì)分類和量化的可能性，補(bǔ)充了當(dāng)?shù)貙＜业闹R(shí)，增加了決策的可信度。本次實(shí)驗(yàn)作為新西蘭Ravensdown/MPI PGP項(xiàng)目“Pioneering to Precision”的一部分，使用AisaFENIX高光譜成像儀對(duì)八個(gè)不同的農(nóng)場(chǎng)（5個(gè)在新西蘭北部，3個(gè)在新西蘭南部）進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，得到在380-2500 nm范圍內(nèi)有448個(gè)光譜波段，空間分辨率為1米的高光譜數(shù)據(jù)。PGP項(xiàng)目的主要目標(biāo)是根據(jù)光譜信息繪制土壤肥力圖，以相同的空間分辨率分別在春秋季節(jié)進(jìn)行高光譜圖像采集。利用各種數(shù)據(jù)預(yù)處理和分類技術(shù)，對(duì)農(nóng)場(chǎng)的牧草成分進(jìn)行了分類，以確定哪種組合能提供的精度；用支持向量機(jī)（SVM）對(duì)草地進(jìn)行分類，準(zhǔn)確率達(dá)99.59%。對(duì)同一兩個(gè)農(nóng)場(chǎng)的額外景觀成分進(jìn)行了分類。分類為非牧場(chǎng)牧草地面覆蓋物的成分包括：水、履土壤、麥盧卡、灌木叢、樹膠、楊樹和其他樹種。通過(guò)研究分析證明高光譜技術(shù)可成功地用于高精度的植被分類，同時(shí)也可應(yīng)用于景觀要素分類和量化，比如肥料和農(nóng)場(chǎng)經(jīng)營(yíng)管理、農(nóng)村估價(jià)、農(nóng)場(chǎng)戰(zhàn)略管理和規(guī)劃等。
參考文獻(xiàn)：
Cushnahan, TYule, IJGrafton, MCE, Pullanagari, R, White, M The classification of hill country vegetation from hyperspectral imagery Occasional Report Number 30, 2017, pp. 1 - 9 (9)
1、AisaKESTREL無(wú)人機(jī)高光譜系統(tǒng)飛行測(cè)試
2、農(nóng)業(yè)林業(yè)以及環(huán)境
高光譜成像可以對(duì)多種植被現(xiàn)象進(jìn)行探測(cè)、鑒別和區(qū)分，具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值：
| 植物樹林的高光譜探測(cè)成像： 1、大面積森林區(qū)域研究，包括不同樹種和健康狀況的樹數(shù)統(tǒng)計(jì)； 2、光合作用和熒光測(cè)量； 3、石油/天然氣勘探的植物地理分析； 4、植物營(yíng)養(yǎng)狀況，害蟲和疾病探測(cè)、映射和監(jiān)控。 | ||
 | 地質(zhì)勘探： 高光譜成像是在殘積土地區(qū)定位裸露或風(fēng)化礦物質(zhì)的強(qiáng)大而有效的技術(shù)， SPECIM公司的AISA航空遙感系統(tǒng)是礦業(yè)、油氣以及地?zé)犷I(lǐng)域勘探人員， 在大面積、偏遠(yuǎn)無(wú)人區(qū)探測(cè)離散礦物質(zhì)分布的理想工具。 | ||
 | 國(guó)防： 高光譜成像是現(xiàn)代情報(bào)工作中的重要戰(zhàn)略工具，并被廣泛應(yīng)用到國(guó)防、安全以及執(zhí)法領(lǐng)域。 SPECIM公司的客戶包括西方多個(gè)的高級(jí)別組織。 公開資料顯示，高光譜成像在該方面的應(yīng)用包括： 1、發(fā)現(xiàn)偽裝或人造物體和材料；2、非干擾性監(jiān)控地域活動(dòng)； 3、探測(cè)非法du品作物種植和簡(jiǎn)易bao炸裝置。 | ||
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