無人機(jī)高光譜水體多參數(shù)解析流程

無人機(jī)高光譜水環(huán)境監(jiān)測技術(shù)路線圖

利用地面光譜數(shù)據(jù)和水質(zhì)參數(shù)監(jiān)測結(jié)果構(gòu)建水質(zhì)參數(shù)的反演模型，將的模型應(yīng)用到無人機(jī)高光譜影像上完成空間分布圖制作。具體的技術(shù)流程如上圖所示，無人機(jī)高光譜成像系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)水質(zhì)定性定量從宏觀空間和時(shí)間上污染分布變化，不簡單是高光譜數(shù)據(jù)采集，要實(shí)現(xiàn)空間分布及定量測量，除了需要配置匹配相關(guān)檢測設(shè)備 （無人機(jī)成像高光譜、地物光譜儀、多參數(shù)水質(zhì)檢測儀等），后續(xù)專業(yè)性處理軟件及數(shù)據(jù)算法模型、數(shù)據(jù)處理服務(wù)更為重要，如下圖是基于高光譜技術(shù)的天空地一體化水質(zhì)監(jiān)測解決方案，包括無人機(jī)載、地面定點(diǎn)和水面水下等多款產(chǎn)品，并通過定量反演實(shí)時(shí)監(jiān)測河道水體的總氮、總磷、葉綠素、氨氮、濁度和高錳酸鹽指數(shù)（COD）等多個(gè)參數(shù)，從技術(shù)上是采用了多種方法綜合應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了從局部到宏觀水質(zhì)監(jiān)測在多維空間的定性定量的水質(zhì)監(jiān)測方案。

多維空間水質(zhì)監(jiān)測方案

LiSpecView-Hyper高光譜預(yù)處理軟件功能

2  數(shù)據(jù)導(dǎo)入：原始數(shù)據(jù)、光譜定標(biāo)文件、相對定標(biāo)文件

2  數(shù)據(jù)分塊：軌跡剪切、數(shù)據(jù)剪切、數(shù)據(jù)預(yù)覽、光譜顯示、軌跡顯示

2  數(shù)據(jù)糾正：非均勻校正、靶標(biāo)提取、反射率計(jì)算、幾何糾正、影像顯示

2  數(shù)據(jù)糾正：非均勻校正、靶標(biāo)提取、反射率計(jì)算、幾何糾正、影像顯示

2  航帶拼接：自動(dòng)拼接、拼接線編輯

2  數(shù)據(jù)導(dǎo)出：整幅導(dǎo)出

LiSpecView-Hyper高光譜數(shù)據(jù)預(yù)處理

萊森光學(xué)LiSpecView-Hyper高光譜預(yù)處理軟件，水質(zhì)反演快視功能包含解析軟件，可實(shí)現(xiàn)影像查看、水體提取以及水質(zhì)參數(shù)反演、結(jié)果統(tǒng)計(jì)及水質(zhì)參數(shù)制圖等功能。影像查看功能可將處理好的高光譜反射率數(shù)據(jù)導(dǎo)入并查看，點(diǎn)選。水質(zhì)提取功能首先計(jì)算水體指數(shù)，之后進(jìn)行水體邊界提取。水質(zhì)參數(shù)反演可實(shí)現(xiàn)葉綠素a、懸浮物、總氮、總磷、氨氮、化學(xué)需氧量等的水體參數(shù)反演。結(jié)果統(tǒng)計(jì)及水質(zhì)參數(shù)制圖功能可對反演參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)輸出，并用不同色塊顯示不同濃度等級，對大部分指標(biāo)精度達(dá)到80%以上。

在數(shù)據(jù)導(dǎo)入步驟中，導(dǎo)入無人機(jī)載高光譜成像系統(tǒng)所采集的原始數(shù)據(jù)，相機(jī)標(biāo)定數(shù)據(jù)，相機(jī)參數(shù)等數(shù)據(jù)，為后續(xù)數(shù)據(jù)處理做準(zhǔn)備。

在數(shù)據(jù)分塊步驟中，根據(jù)飛行軌跡，將數(shù)據(jù)分成若干個(gè)航帶。在生成航帶數(shù)據(jù)的同時(shí)，對原始成像數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)原及定標(biāo)處理，得到高光譜還原數(shù)據(jù)。

LiSpecView-Hyper無人機(jī)高光譜采集軟件

LiSpecView-Hyper無人機(jī)高光譜預(yù)處理軟件

水質(zhì)反演快視圖

在幾何校正及反射率計(jì)算步驟中，首先，根據(jù)選中的灰板的像素值以及對應(yīng)的灰板參數(shù)文件，對高光譜還原數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到反射率數(shù)據(jù)。然后，使用定位定姿數(shù)據(jù)、外部導(dǎo)入DEM數(shù)據(jù)或的高程面，對高光譜還原數(shù)據(jù)或反射率數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到較正后的航帶DOM數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)分塊（按航跡進(jìn)行分割）                                                                              航帶拼接(拼接完后展示)

在航帶拼接步驟中，對帶地理參考的航帶DOM數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接處理，得到拼接后的全局預(yù)覽圖影像。以全局預(yù)覽圖影像為參考，進(jìn)行拼接線編輯，得到更新后的拼接線，并實(shí)時(shí)預(yù)覽編輯后的效果。最后，用戶根據(jù)需求，進(jìn)行圖幅劃分，并根據(jù)劃定的圖幅，對拼接好的影像進(jìn)行裁切輸出。

勻光勻色功能可消除由于傳感器自身或成像時(shí)間、季節(jié)、天氣等因素不同造成影像色彩差異較大情況，使得影像整體色彩具有一致性。架次間拼接功能可實(shí)現(xiàn)不同架次間所有波段的整體拼接，便于后續(xù)數(shù)據(jù)處理。

均色均光功能