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    技术动态发布时间:2022-11-27

    微型高光谱成像仪与数据分析系统成功研制

    世间万物均会显现自己独有的光谱曲线,利用这1特性,科研人员可以根据光谱信息辨认物资。但是,能够被人眼或是普通仪器捕捉到的光谱波段是有限的,可见光波段以外的许多光谱,如近红外、短波红外等,只能借助高光谱成像仪收集。

    提到地质勘探、环境调查,人们脑海中显现出的常常是研究人员现场取样、送到实验室检测的场景。如果能有孙悟空的火眼金睛,只需看1眼便能辨认出大面积区域内待检测物资的成份,岂不节省时间和精力?南京理工大学的1项产学研成果将这个假想变成了现实。在日前举行8.75×10×9.8+367.5=1225N的第2届中国军民两用技术创新利用大赛中,这项成果获铜奖,成为全国816个项目中高校获奖的3项成果之1。

    世间万物均会显现自己独有的光谱曲线,利用这1特性,科研人员可以根据光谱信息辨认物资。但是,能够被人眼或是普通仪器捕捉到的光谱波段是有限的,可见光波段以外的许多光谱,如近红外、短波红外等,只能借助钢厂本日多以观望为主高光谱成像仪收集。最近几年来,高光谱成像仪的研制1直是科研人员们倾力攻关的热门领域,但仍存在两大困难:1是提高光谱分辨率的难度大,低分辨率下不同物资的光谱曲线类似度高,很难带动拉伸辅具(或紧缩、曲折等辅具)上下移动辨别,会误导鉴别结果;2是在收集大面积待测区域的光谱信息时,单位像素中多种物资混杂,不容易得到各类纯物资的光谱信息。

    南京理工大学与南京地质调查中心联合建设的江苏省光谱成像与智能感知重点实验室,经过5年努力,以微型高光谱成像仪与数据分析系统成功攻克了这两大困难。

    整套系统由硬件装备和软件系统两部份组成,前者利用先进的探测器和的电子学设计,使光谱分辨率大幅提高,统筹了看得广又看得清;后者凭仗先进的算法,实现了多种物资光谱信息的分解,并可根据使用环境经纬度、大气、光照等因素自我校订,保证分析结果的准确性。

    团队还将这些创新成果奇妙地整合为1个小型、轻量的整体,硬件装备总重不足4.5千克,仅相当于两台笔记本电脑的重量,既可搭载在直升机上,在2000米高空对整座山林进行大面积扫描拍摄;也可搭载在无人机上进行低空作业,1小时内便可完成对1万平方米农田的土壤分析。

    目前系统已在中国国土资源航空物探遥感中心、紫金矿业团体等单位投入使用,对照地面实测数据辨认精度大于80,为进1步进行地质矿物分析带来极大便利。团队成员肖亮教授介绍,该系统在发展精准农业、环境污染物调查、物品鉴定等行业也能大显身手,只需1张图象,便能探明待测水域的污染物成份;或是待测土壤的成份、是不是存在病虫害,为研究土壤特性与作物生长间关系提供科学根据;抑或是通过将待测物的光谱信息与标准光谱数据库进行比对,鉴别珠宝首饰的真伪等等。

    编辑点评

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    最近几年来,高光谱成像仪的研制1直是科研人员们倾力攻关的热门领域。微型高光谱成像仪与数据分析系统成功研制解决了两大利用困难。该系统在发展精准农业、环境污染物调查、物品鉴定等行业10分受益,可大力提高检测性、便捷性。

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