行業(yè)應(yīng)用

林業(yè)丨多傳感器聯(lián)合航測

2020-09-01

林業(yè)工作的成果來之不易，在后期也需要進行合理有效的監(jiān)測和管理。

國家林業(yè)和草原局調(diào)查規(guī)劃設(shè)計院與中測瑞格，共同進行了一次項目探索。試著通過多傳感器融合的方式，高效全面的獲取地物屬性信息，為后期的研究分析提供充分的數(shù)據(jù)支持。

這次聯(lián)合了SPECIM超光譜儀， ITRES熱紅外成像儀，PhaseOne航測相機同步進行數(shù)據(jù)采集，作業(yè)平臺采用了塞斯納208飛機。

機艙內(nèi)部設(shè)備安裝，三傳感器的安裝云臺由中測瑞格設(shè)計

項目在海南熱帶雨林國家公園區(qū)域開展，三種不同的設(shè)備，分別提供了不同類別的數(shù)據(jù)支持。

項目作業(yè)航線規(guī)劃

機艙底部設(shè)備安裝視角

SPECIM AisaIBIS 植物熒光超光譜系統(tǒng)，具備在航空平臺上直接探測植被葉綠素?zé)晒獾哪芰Α?/span>

我國計劃2022年左右發(fā)射陸地生態(tài)系統(tǒng)碳監(jiān)測衛(wèi)星，這是第一顆主要服務(wù)于林業(yè)行業(yè)的衛(wèi)星。該衛(wèi)星搭載的超光譜成像儀將是全球首個針對植被葉綠素?zé)晒猓⊿IF）探測的儀器，通過與其它數(shù)據(jù)的結(jié)合，能夠?qū)崿F(xiàn)對森林高度、森林生物量和植被熒光的反演。

為在衛(wèi)星發(fā)射前，為了更好地了解植被葉綠素?zé)晒獾奶匦?，實現(xiàn)從原始數(shù)據(jù)獲取、處理到SIF產(chǎn)品的完整的數(shù)據(jù)處理鏈路，國家林業(yè)和草原局調(diào)查規(guī)劃設(shè)計院通過SPECIM AisaIBIS植物熒光超光譜系統(tǒng)進行預(yù)研工作。

SPECIM AisaIBIS植物熒光超光譜數(shù)據(jù)成果

航線拼接效果，可以看出超高的拼接精度

ITRES microTABI-640 熱紅外成像儀，該系統(tǒng)由加拿大ITRES公司研發(fā)，能夠有效獲取地物的熱紅外數(shù)據(jù)，單張照片像素可達640*512像素分辨率。同時，配置有專業(yè)的輻射糾正和幾何糾正后處理軟件，用于數(shù)據(jù)處理。

熱紅外數(shù)據(jù)獲取對于林業(yè)的意義在于，能夠及時發(fā)現(xiàn)森林中的著火點，有效防范森林野火等危害林業(yè)安全的事故。

也能夠用于野生動物的發(fā)現(xiàn)，為我國的瀕危野生動物保護和發(fā)現(xiàn)提供數(shù)據(jù)分析基礎(chǔ)。

熱紅外數(shù)據(jù)，溫度分辨率可達0.03°

PhaseOne iXU-RS1000 航測相機，具備1億像素的COMS傳感器。在此次項目中與超光譜儀，熱紅外成像儀，同步獲取了相應(yīng)的可見光影像數(shù)據(jù)。在后期能夠通過空三解算，生成高精度的DEM數(shù)據(jù)。該DEM能夠和超光譜影像、熱紅外影像進行數(shù)據(jù)融合。

拼接后的PhaseOne相機高精度正射影像數(shù)據(jù)

通過PhaseOne相機影像提取的高精度DEM模型

數(shù)據(jù)融合，通過航測相機影像生成的DEM模型，超光譜數(shù)據(jù)、熱紅外數(shù)據(jù)可以分別疊加在上面，這樣就得到了三維可視化的光譜數(shù)據(jù)模型。

這樣的數(shù)據(jù)成果，既有DEM的屬性信息，又有超光譜/熱紅外數(shù)據(jù)的屬性信息，為后續(xù)的分析、調(diào)查提供更多維的角度。

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與DEM融合的SPECIM AisaIBIS超光譜數(shù)據(jù)

通過此次在海南的項目作業(yè)，優(yōu)化了超光譜機載系統(tǒng)機上工作流程，并探索了葉綠素?zé)晒鈾C載反演方法。為接下來反演森林葉綠素?zé)晒狻㈤_展大規(guī)模超光譜儀機載系統(tǒng)林業(yè)業(yè)務(wù)飛行奠定了基礎(chǔ)。

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