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應(yīng)用近紅外高光譜成像技術(shù)監(jiān)測森林火災(zāi)

瀏覽次數(shù):3417 發(fā)布日期:2021-6-4  來源:本站 僅供參考,謝絕轉(zhuǎn)載,否則責(zé)任自負(fù)
【應(yīng)用故事】
應(yīng)用近紅外高光譜成像技術(shù)監(jiān)測森林火災(zāi)
——布里杰山麓(美國蒙大拿州博茲曼市附近)森林火災(zāi)的近紅外高光譜成像數(shù)據(jù)
 
2020年9月4-5日,美國蒙大拿州博茲曼市附近布里杰山麓森林發(fā)生了一場山火,過火面積超過11,000英畝。所幸的是,無嚴(yán)重人員傷亡,但是燒毀了28座房屋。
 
大火最初開始發(fā)生時,在坐落于布里杰山西側(cè)的Resonon辦公室里就能觀測到,Resonon工作人員使用高光譜成像儀(型號:Resonon PIKA NIR-C-320)采集了此次山火的高光譜成像數(shù)據(jù)。(此次數(shù)據(jù)可以在Resonon的官網(wǎng)下載:https://downloads.resonon.com/
 
 
圖1:山火的早期階段
拍攝地點:文章作者家中(距著火點大約8.5 km)
拍攝時間:9月4日下午4點(大概時間)
 
 
 
圖2:應(yīng)用Resonon高光譜成像儀拍攝的山火
拍攝地點:Resonon辦公室(距離著火點大約5 km)
拍攝時間:9月4日下午4:30(大概時間)
 
在Resonon辦公室,工作人員應(yīng)用Resonon PIKA NIR-C-320近紅外高光譜成像儀測量了此次山火的高光譜成像數(shù)據(jù)。

 
圖3:近紅外高光譜數(shù)據(jù)的假彩色圖像,9月4日下午4點左右。
該假彩色圖像由原始DN數(shù)據(jù)的1499 nm、1299 nm及1103 nm三波段生成。
 
 
圖4:山火的光譜數(shù)據(jù)
 
圖4顯示了圖3中部分區(qū)域的輻射亮度數(shù)據(jù)(單位:1 µflicks = 10-6 mW/(sr·cm2·nm))。積分時間設(shè)置為2.5 毫秒,此時積分時間已足夠短,可以防止火災(zāi)區(qū)域的傳感器飽和,且山火的光譜特征很明顯,見圖5。
 
 
圖5:山火的灰度圖(1458 nm),9月4日下午4點左右。
 
9月4日晚9點的掃描顯示,山火達(dá)到了頂峰,見圖6。最終,山火損毀了山體東側(cè)的28座房屋。
 
 
6 近紅外高光譜原始數(shù)據(jù)的假彩色圖像,拍攝時間:9月4日晚9點。
 
 9月5日早晨,山火在山體的西側(cè)大面積燃燒,見圖7、圖8。

 
圖7:9月5日 上午11:45的假彩色圖像
 
 
圖8:9月5日 上午 11:45的輻射亮度數(shù)據(jù)
 
為保證Resonon高光譜成像儀在空間和光譜維度上的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性,工作人員對儀器進(jìn)行了輻射度校準(zhǔn)。
 
產(chǎn)品介紹:

Pika NIR-640 高光譜成像儀

Resonon高光譜成像儀重量更輕,結(jié)構(gòu)更緊湊,性價比更高,廣泛應(yīng)用于臺式、野外、工業(yè)和航拍系統(tǒng)。
優(yōu)點:操作簡便,低雜散光,低失真,高信噪比、圖像質(zhì)量更優(yōu)異。 
 
Pika NIR-640 (900–1700nm)
此款高光譜成像儀覆蓋了大部分近紅外高光譜范圍,更高精度、光譜分辨率和空間分辨率。
主要特點:
· 高準(zhǔn)確度—非常低的桶形和梯形失真;
· 高信噪比—更低的雜散光;
· 重量輕,結(jié)構(gòu)緊湊,更高性價比;
· 操作簡便;
· 提供輻射定標(biāo);
· 控制電腦已預(yù)裝SpectrononPro、Resonon采集及分析軟件。  
技術(shù)指標(biāo):
產(chǎn)品型號 Pika NIR-640
光譜范圍(nm) 900 – 1700
光譜分辨率(nm) 2.5
光譜通道數(shù) 328
空間通道數(shù) 640
每秒最大幀數(shù)(fps) 249
位深度 14
重量 (kg) 2.7
尺寸 (cm) 11.0 x 29.6 x 8.9
連接方式 GigE
溫度范圍 (℃) 5-40
孔徑 f/1.8
像元尺寸 (µm) 15
平均RMS半徑 (µm) 10
Smile (峰峰值) (µm) 10
Keystone(峰峰值) (µm) 10
 
發(fā)布者:理加聯(lián)合科技有限公司
聯(lián)系電話:010-51292601
E-mail:rain@li-ca.com

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