Типичные области применения

Технические преимущества

● Усовершенствованная технология детекторов: спектрометр включает в себя 1024-пиксельный CMOS-детектор для видимой и ближней инфракрасной областей и 256-пиксельный InGaAs-детектор для коротковолновых инфракрасных измерений. ● Исправлено сканирование голографической решетки: обеспечивает стабильность и согласованность спектральных измерений. ● Широкий диапазон длин волн: 300-1700 нм, обеспечивая высокую точность и разрешение.

● Высокое спектральное разрешение: ≤ 3nm @ 300-1100nm и ≤ 6nm @ 900-1700nm.

● Короткое время интеграции: минимальное время интеграции 30 микросекунд, вмещающее широкий динамический диапазон.

● Сенсорный экран высокой четкости: 4,3-дюймовый сенсорный дисплей HD.

● Отображение индекса растительности в режиме реального времени: поддерживает несколько индексов растительности, таких как NDVI, DVI, EVI, CARI, PRI, RDVI, RVI, SAVI, SIPI, TVI, WI, VARI _ 700 и VARI _ green.

● Программное обеспечение SpecAnalysis: для постобработки и анализа спектральных данных, совместимое с форматом ENVI, интегрированное с базой данных USGS и 41 растительным индексом.

● Портативный и легкий: весит менее 2 кг, с гибкой работой и временем автономной работы ≥ 5 часов.

Основные технические показатели

Оптические аксессуары

Применение в сельском и лесном хозяйстве

Растительность служит важной областью применения в области оптоэлектроники, особенно в дистанционном зондировании. Использование дистанционного зондирования в анализе растительности в первую очередь связано с определением распределения, классификации и моделей роста растительности. Различные виды растений демонстрируют отличительные спектральные сигнатуры из-за различий в их структурном составе и содержании хлорофилла, при этом заметные расхождения наблюдаются в ближнем инфракрасном спектре. Методы спектральной визуализации могут эффективно различать различные типы растительности, такие как лиственные и вечнозеленые деревья, используя фенологические различия в разные сезоны. Кроме того, изменения в структуре растительности и содержании хлорофилла в результате таких факторов, как болезни и инвазии вредителей, проявляются в ближнем инфракрасном диапазоне, представляя заметные отклонения от здоровой растительности. Выдающиеся факторы, влияющие на спектральные характеристики растительности, включают ботаническую таксономию, сезонную динамику и влияние вредителей и болезней. n

Ключевые спектральные особенности растительности можно суммировать следующим образом в области оптоэлектроники: В диапазоне видимого света от 0,4 до 0,76 мкм наблюдается отчетливый пик отражения, обычно с коэффициентом отражения от 10% до 20%, с центром около 0,55 мкм (зеленый). Кроме того, есть две полосы поглощения по бокам этого пика примерно на 0,45 мкм (синий) и 0,67 мкм (красный). Переходя в ближний инфракрасный диапазон от 0,7 до 0,8 мкм, происходит значительное увеличение коэффициента отражения, характеризующееся крутым наклоном. Около 1,1 мкм наблюдается еще один заметный пик, представляющий собой уникальную спектральную особенность, характерную для растительности. При переходе в ближний инфракрасный диапазон от 1,3 до 2,5 мкм присутствие воды в растениях становится заметным фактором. В результате наблюдается существенное увеличение поглощения и соответствующее снижение коэффициента отражения. Три различных поглощения долины очевидны около 1,4 мкм, 1,9 мкм и 2,6 до 2,7 мкм, в основном регулируется поглощения свойств воды в клеточной структуре листьев. Влияющими факторами в этом явлении поглощения являются толщина листа и содержание воды.

Применение в экологической среде

Дистанционное зондирование почвы в области оптоэлектроники сосредоточено на использовании спектральных характеристик почвы для выявления и классификации различных типов почвы, анализа структур пространственного распределения почвы и обеспечения научной основы для рационального освоения, использования, управления и сохранения почвенных ресурсов. Предотвращая деградацию качества почвы и сокращение ее количества, он направлен на улучшение состояния почвы и содействие устойчивому использованию почвенных ресурсов, способствуя прогрессу в науке о дистанционном зондировании почв.

В естественных условиях спектр отражения поверхности почвы имеет относительно гладкий профиль без заметных пиков или долин. Как правило, почвы с более мелкими частицами, как правило, имеют более высокие значения отражения. На отражательную способность почвы влияют такие факторы, как содержание органических веществ, содержание влаги, состав почвы и плодородие. Однако из-за гладкой спектральной кривой дифференциация яркости почвы на изображениях дистанционного зондирования по различным спектральным полосам может быть неочевидной.

Разнообразию спектральных характеристик почвы способствуют несколько факторов, в том числе первичные минералы, вторичные минералы, влажность почвы, содержание органического вещества, текстура почвы и размер частиц. Основные спектральные характеристики почвы следующие: В естественном состоянии кривая отражения поверхности почвы не имеет отчетливых пиков и долин поглощения, что кажется относительно гладким. В сухих условиях спектральные свойства почвы в первую очередь связаны с наличием первичных минералов, вторичных минералов и органического вещества.

По мере увеличения влажности почвы снижается отражательная способность почвы, особенно вблизи полос поглощения воды (около 1,4 мкм, 1,9 мкм и 2,7 мкм), где это снижение особенно заметно. Почвенные минералы, в том числе кварц, слюда, полевой шпат, оксиды и другие, способствуют дифференциации характеристик почвы путем анализа соответствующего минерального содержания. Кроме того, размер и доля частиц почвы служат показателями размера частиц и удерживающей способности воды.

Применение в разведке полезных ископаемых

Поверхностные породы обычно классифицируются на три основные категории: осадочные породы, вулканические породы и метаморфические породы. Спектры отражения нескольких пород показаны на рисунке ниже. Спектральный характер поверхностных пород по существу представляет собой смешанный спектр минералов, и на его спектральные характеристики влияют такие факторы, как состав, структура, текстура и состояние поверхности. Таким образом, идентификация минералов по спектрам отражения поверхностных минералов может достичь цели определения типа породы.

Спектр отражения горных пород в первую очередь определяется минеральным составом, содержанием и структурой материала. Значительные пики поглощения обычно наблюдаются в поверхностных породах, в том числе в гидроксилосодержащих минералах (2.10-2, 40 мкм), кристаллических водных минералах (1,40 мкм, 2,40 мкм), карбонатных минералах (1,90 мкм, 2,35 мкм, 2,5 мкм) и железных минералах (0,5 мкм, 1,1 мкм). Например, спектральные характеристики горных пород в диапазоне длин волн 3-5 мкм определяются колебательными модами молекулярных связей, таких как кислород-кремний и кислород-алюминий. Помимо состава материала, условия окружающей среды, поверхностные характеристики горных пород и минералов и физическое выветривание также могут вызывать изменения спектров отражения горных пород, такие как изменения значений отражения, положения, ширины, глубины поглощения и формы спектральных полос.

Спектральные приборы, используемые для дистанционного зондирования, требуют низкой энергии и обеспечивают быстрый анализ в течение нескольких секунд. Они не требуют никаких химических реагентов и не наносят вреда здоровью человека. Получая данные спектрального отражения, они могут быть использованы для изучения материалов драгоценных камней. Высокое спектральное разрешение может точно выявить информацию о гармонических и комбинационных частотах молекулярных колебаний в драгоценных камнях, что позволяет анализировать сложную структурную информацию, связанную с взаимодействиями химических связей. Таким образом, высокое спектральное разрешение имеет значительный потенциал в анализе драгоценных камней.

Применение в водной экологической океанографии

Дистанционное зондирование океана имеет широкую зону охвата и обладает преимуществами одновременности, позволяющими вести непрерывные, долгосрочные и быстрые наблюдения за океаном. Он обеспечивает всестороннее описание особенностей океана, включая температуру поверхности моря, океанические течения, распределение воды, волны, прибрежные осадочные шлейфы, а также такие явления, как красные приливы и разливы нефти. Дистанционное зондирование океана в основном применяется для исследования и мониторинга крупномасштабной циркуляции океана, прибрежных полей поверхностных стоков, качества воды в гаванях, концентрации хлорофилла на поверхности моря и других аспектов, связанных с океанографией, метеорологией, биологией, физикой, динамикой морской среды, загрязнением морской среды и прибрежной инженерией.

Дистанционное зондирование океана можно разделить на три категории: дистанционное зондирование с использованием космических средств, дистанционное зондирование с использованием воздушных средств и дистанционное зондирование с помощью наземных средств. Методы дистанционного зондирования можно разделить на два типа: активное дистанционное зондирование, при котором электромагнитные волны излучаются датчиками на поверхность океана, а возвращающиеся сигналы используются для получения океанической информации или изображений; и пассивное дистанционное зондирование, при котором датчики принимают только тепловое излучение или рассеянное солнечное и небесное излучение с поверхности океана для получения океанической информации или изображений.

Хлорофилл-а и общее количество взвешенных веществ - два важных вещества, которые влияют на цвет морской воды и отражают изменения в качестве океанской воды, что делает их важными показателями для мониторинга морской среды. Коэффициент отражения воды, как правило, низкий, менее 10%, что намного ниже, чем у большинства других наземных объектов. Вода демонстрирует сильное отражение в сине-зеленом спектре, в то время как он сильно поглощается в других спектрах видимого света. Спектр отражения чистой воды показывает пик в синей области, который постепенно уменьшается с увеличением длины волны. В ближней инфракрасной области коэффициент отражения воды близок к нулю. Однако в присутствии хлорофилла спектр отражения чистой воды имеет пик в зеленом спектре, а высота пика увеличивается с концентрацией хлорофилла. Эту характеристику можно использовать для мониторинга и оценки биомассы водорослей. И наоборот, мутная вода и вода с отложениями имеют более высокую отражательную способность, чем чистая вода, причем пики отражательной способности появляются в желто-красной области.