便攜式高光譜系統(tǒng) GaiaField（Pro）

GaiaField（Pro）便攜式高光譜系統(tǒng)是雙利合譜自主研發(fā)設(shè)計(jì)、擁有獨(dú)立 技術(shù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)（**號(hào)：2015105650509）的一款超便攜式高光譜成像儀器，系統(tǒng)覆蓋可見光到短波紅外波段。內(nèi)置處理器可通過手機(jī)、Ipad、 筆記本電腦等終端設(shè)備的控制，使系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)圖像采集掃描、實(shí)時(shí)校 準(zhǔn)、實(shí)時(shí)結(jié)果輸出，而在獲得目標(biāo)影像信息的基礎(chǔ)上，還可以獲得數(shù)百甚 至上千波段的光譜信息，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的“圖譜合一”。 GaiaField（Pro）系統(tǒng)有著輕便靈活，續(xù)航能力出色、智能化、數(shù)據(jù)分析 處理功能齊全、能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控、實(shí)時(shí)校準(zhǔn)、實(shí)時(shí)輸出反演結(jié)果等功能。廣 泛適用于戶外和實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的應(yīng)用需求。例如：目標(biāo)探測(cè)與識(shí)別、偽裝與反 偽裝等**領(lǐng)域，地面物體與水體遙測(cè)（水質(zhì)監(jiān)測(cè)）、現(xiàn)代精細(xì)農(nóng)業(yè)（植 物表型監(jiān)測(cè)）等生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，刑偵、文物保護(hù)（真?zhèn)舞b別）、生物 醫(yī)學(xué)（細(xì)胞屬性分類鑒別）、塑料垃圾（分類與識(shí)別）、**煙葉的工業(yè) 分選（品質(zhì)優(yōu)選），化學(xué)氣體燃燒火焰（成分確定和判別）、地質(zhì)礦石分 析，油氣巖層熒光分析、生物醫(yī)學(xué)、材料性能檢測(cè)等等領(lǐng)域。

主要功能 

波段截取/提取/提幀功能（優(yōu)勢(shì)）

● 可自定義選取感興趣波長(zhǎng)范圍；

● 光譜通道數(shù)可選；

● 可實(shí)現(xiàn)任意波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光譜通道數(shù)量設(shè)置；

● 可通過設(shè)置波段數(shù)量來提升采集幀速；

校準(zhǔn)/反演（優(yōu)勢(shì)）

● 每組數(shù)據(jù)可獨(dú)立存儲(chǔ)，通過軟件實(shí)現(xiàn)一鍵式反射率校準(zhǔn)；

● 可實(shí)現(xiàn)單獨(dú)、批量數(shù)據(jù)的處理；

● 通過輸入相應(yīng)模型，可實(shí)時(shí)輸出反演結(jié)果；

備注：上述功能只支持可見-近紅外相機(jī)；

? 內(nèi)置電控機(jī)械快門

? 集成高性能數(shù)據(jù)采集與分析處理系統(tǒng)（Pro版本）

? 高清輔助取景攝像頭實(shí)現(xiàn)對(duì)拍攝區(qū)域的監(jiān)控與圖像采集

? 內(nèi)建精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、**等應(yīng)用模型，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)模型分析功 能（NDVI、偽裝識(shí)別等）

? 支持用戶自定義分析模型

? 目標(biāo)光譜實(shí)時(shí)匹配搜索功能（灰布等自動(dòng)識(shí)別）

? 內(nèi)置電池

? 數(shù)據(jù)預(yù)覽及校正功能：輻射度校正、反射率校正、區(qū)域 校正、鏡頭校準(zhǔn)、均勻性校準(zhǔn)

? 鏡頭可更換 GaiaField(Pro)系列便攜式光譜成像系統(tǒng) 1

? 支持Android等智能手機(jī)、Ipad等無線操控（Wifi模 式）（Pro版本）

? 選配支持遠(yuǎn)距無線圖像傳輸與遙控操作（串口模式）

? 數(shù)據(jù)格式**兼容Evince、Envi、SpecSight等數(shù)據(jù) 分析軟件

? 不同代際產(chǎn)品間兼容性強(qiáng)

? 實(shí)時(shí)校準(zhǔn)及反演結(jié)果實(shí)時(shí)輸出功能

? 數(shù)據(jù)分析軟件的良好切入，滿足更多行業(yè)應(yīng)用需求

? 主要分三個(gè)主要版本（Pro為高配版、內(nèi)置處理器； 非Pro版本為通過筆記本電腦、計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)控制（中 配版）；Lite版本無自動(dòng)調(diào)焦等功能）

表1：可見-近紅外相機(jī)技術(shù)指標(biāo)

表2：定制系統(tǒng)

光譜范圍分：400-1700nm和400-2500nm兩款。

表3：Pro版本的主推產(chǎn)品

應(yīng)用案例

高光譜相機(jī)搭建在高塔上，旋轉(zhuǎn)連續(xù)采集高光譜圖像，對(duì)圖像進(jìn)行植被指數(shù)分析。

利用高光譜對(duì)采集后冬季 SSC 監(jiān)測(cè)和保質(zhì)期分析的成像棗。預(yù)測(cè)圖譜提供了SSC在不同成熟期和保質(zhì)期的空間演變。SPALIBSVM對(duì)于保質(zhì)期分析，達(dá)到了 89% 的可接受準(zhǔn)確度和中熟和成熟果實(shí)分別為91%。根據(jù)目前的結(jié)果，高光譜成像可以用 作無損分析監(jiān)測(cè)采后冬季的質(zhì)量和保質(zhì)期的技術(shù)棗。

不同熟度冬棗無損檢測(cè)預(yù)測(cè)模型

采集不同施氮量、種植密度和品種的小麥田間試驗(yàn)高光譜圖像提取*佳高光譜特征的方法從而監(jiān)測(cè)小麥葉片生物量，提出協(xié)同區(qū)間偏*小二乘法 (SIPLS) 和連續(xù)投影算法 (SPA)(SIPLS-SPA)，工作展示了未來從高光譜數(shù)據(jù)中取其他植物性狀的潛力農(nóng)業(yè)應(yīng)用。

小麥生物量監(jiān)測(cè)

高光譜成像技術(shù)可以在圖像范圍從可見光到近紅外光的范圍內(nèi)對(duì)圖像進(jìn)行觀測(cè)。此外，這可以在不損壞彩繪文物的情況下 完成。將*優(yōu)主成分圖像與真彩*圖像進(jìn)行融合，以獲得繪制的文物圖像，從而對(duì)圖案進(jìn)行挖掘?？梢酝ㄟ^高光譜圖像自動(dòng)有效地挖掘人眼不易觀察到的彩繪文物圖案信息。

陶瓷文物光譜曲線及主成分分析

實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)片煙含水率分布，還可在倉(cāng)儲(chǔ)片煙含水率監(jiān)測(cè)、烘烤片煙失水變化、**香料施加均勻性檢測(cè)等方面推廣應(yīng)用。

硬度和可溶性固形物含量（Soluble solids content, SSC）是李子的兩個(gè)重要內(nèi)部特性，也是確定李子成熟度和采收期的兩 個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)。利用高光譜成像技術(shù)對(duì)水果進(jìn)行SSC和硬度無損測(cè)定。

通過CARS-MLR模型預(yù)測(cè)和測(cè)量SSC（a）和硬度（b）

GaiaField 便攜式高光譜相機(jī)應(yīng)用

圖 便攜式應(yīng)用

圖 環(huán)境檢測(cè)                          圖 便攜式應(yīng)用                                        圖 顯微高光譜

圖 兼容多平臺(tái)