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高光譜成像技術(shù)的行業(yè)應(yīng)用

發(fā)布時(shí)間:2024-08-23
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高光譜成像技術(shù)是一種將光譜技術(shù)和成像技術(shù)相結(jié)合的創(chuàng)新技術(shù)。那么,高光譜成像技術(shù)有什么用呢?本文簡(jiǎn)單介紹了高光譜成像技術(shù)的行業(yè)應(yīng)用。

高光譜成像技術(shù)是一種將光譜技術(shù)和成像技術(shù)相結(jié)合的創(chuàng)新技術(shù)。那么,高光譜成像技術(shù)有什么用呢?本文簡(jiǎn)單介紹了高光譜成像技術(shù)的行業(yè)應(yīng)用。

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高光譜成像技術(shù)行業(yè)應(yīng)用 (1)


一、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)

1.育種

捕捉作物的抗脅迫、病蟲害、產(chǎn)量等特性,海量材料種篩選優(yōu)秀樣本,助力科學(xué)育種

2. 種植

精準(zhǔn)識(shí)別作物生長(zhǎng)狀態(tài)、病蟲害發(fā)生情況、雜草情況、干旱情況及土壤養(yǎng)分含量,實(shí)現(xiàn)作物營(yíng)養(yǎng)缺乏、病蟲害的早期預(yù)警與精準(zhǔn)施肥、施藥。

3. 保險(xiǎn)

農(nóng)業(yè)保險(xiǎn)地塊的圖譜留底,災(zāi)后勘察、定損,以及災(zāi)后救助等。

4. 農(nóng)產(chǎn)品

準(zhǔn)確、快速、無(wú)損地獲取農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)特性。

果蔬產(chǎn)品:外觀的形狀大小、色澤、硬度、缺陷及污染物等物理屬性,以及糖度、酸度、水分、SSC等化學(xué)屬性;

谷類產(chǎn)品:玉米、大米、小麥等,主要檢測(cè)其水分、淀粉、蛋白質(zhì)等化學(xué)屬性;

肉類產(chǎn)品:嫩度和水分、蛋白質(zhì)等化學(xué)屬性。

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二、林業(yè)草原

高光譜成像技術(shù)可以快速、簡(jiǎn)便、大面積、無(wú)破壞、客觀地監(jiān)測(cè)林業(yè)草原作物的長(zhǎng)勢(shì)、作物分類、病蟲害、災(zāi)情等情況,為森林經(jīng)營(yíng)與管理提供了一種實(shí)時(shí)而科學(xué)的新技術(shù)手段。

廣泛應(yīng)用于:森林調(diào)查、數(shù)字林場(chǎng)運(yùn)維、火險(xiǎn)預(yù)警、草原摸底調(diào)查、草原常態(tài)巡查、草原修復(fù)和濕地保護(hù)等方面。

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三、環(huán)境監(jiān)測(cè)

高光譜成像技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)中發(fā)揮著不可替代的作用。它能夠探測(cè)水體污染、大氣成分變化、土壤侵蝕等環(huán)境問(wèn)題,通過(guò)光譜特征識(shí)別出污染物種類及其分布范圍。

例如,在水體監(jiān)測(cè)中,該技術(shù)可以識(shí)別出水體中的藻類爆發(fā)、油污染及重金屬污染,為環(huán)境保護(hù)部門提供科學(xué)依據(jù),助力生態(tài)修復(fù)與保護(hù)。


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食品安全

高光譜成像儀可以應(yīng)用于農(nóng)藥、食品添加劑、食品殘留檢測(cè)污染物,提高食品生產(chǎn)環(huán)節(jié)食品安全率,確保食品市場(chǎng)正常滿足食品安全要求,市場(chǎng)監(jiān)督管理實(shí)現(xiàn)食品安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)督,發(fā)揮良好的作用。

另外,高光譜成像儀還可以在工業(yè)生產(chǎn)中大大提高效率,提供實(shí)時(shí)的物質(zhì)分析,以減少生產(chǎn)損失,實(shí)現(xiàn)更高品質(zhì)的產(chǎn)品生產(chǎn)。

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五、工業(yè)分選

高光譜技術(shù)在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)分揀的發(fā)展基于圖像和光譜的實(shí)時(shí)工業(yè)分揀,起源于工業(yè)色選技術(shù)。

現(xiàn)廣泛應(yīng)用于垃圾分類、黑色塑料分選、食品檢測(cè)、工業(yè)分選、醫(yī)學(xué)制藥、農(nóng)業(yè)、文物保護(hù)、刑偵檢測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)等機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)領(lǐng)域。


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六、生物醫(yī)學(xué)

高光譜成像技術(shù)為生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的基因、分子、蛋白、組織等各種對(duì)象提供快速、無(wú)損、非標(biāo)記的檢測(cè),同時(shí)利用光譜數(shù)據(jù)獲得的綜合信息開(kāi)展物質(zhì)分子成分的定性、定量檢測(cè),相關(guān)疾病的光譜診斷及人體健康狀況綜合檢測(cè)與評(píng)估。

HSI在非侵入性癌癥檢測(cè)、糖尿病足潰瘍、心臟和循環(huán)系統(tǒng)病理學(xué)及其他疾病檢測(cè)、手術(shù)指導(dǎo)等方面發(fā)揮了重要作用,在醫(yī)學(xué)診斷和臨床研究領(lǐng)域展現(xiàn)了巨大的應(yīng)用潛力。

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七、文物保護(hù)

與傳統(tǒng)的文物保護(hù)、考古方法相比,高光譜成像技術(shù)具有實(shí)時(shí)獲取大范圍數(shù)據(jù),成本低,對(duì)監(jiān)測(cè)對(duì)象無(wú)破壞等特點(diǎn)。

可以對(duì)各種文物古董、壁畫,紡織品,書法繪畫等進(jìn)行高光譜成像、顏料種類分析與識(shí)別、隱藏信息提取即修復(fù)信息提取,為文物資源數(shù)字化提供文物表面物理、化學(xué)屬性信息。

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八、礦產(chǎn)能源

高光譜主要應(yīng)用于礦產(chǎn)和電力能源領(lǐng)域。

礦產(chǎn)資源:能夠準(zhǔn)確、詳細(xì)地反映地質(zhì)和礦產(chǎn)資源的紋理特征,可為礦產(chǎn)資源調(diào)查提供重要依據(jù)與線索,主要用于礦產(chǎn)勘探、天然氣油田勘探、礦物填圖、植被生化參數(shù)探測(cè)和大氣參數(shù)反演等

電力能源:高光譜獨(dú)有的數(shù)百個(gè)光譜通道,賦能電力能源運(yùn)維工作數(shù)字化、智能化發(fā)展,包括主網(wǎng)通道巡檢、桿塔精細(xì)化巡檢、光伏電站運(yùn)維、輸油管道巡查等

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九、軍事偵查

在軍事偵察領(lǐng)域,利用高光譜遙感可以進(jìn)行偽裝識(shí)別和戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境偵察,根據(jù)目標(biāo)的不同光譜特征,可以獲得目標(biāo)表面的成分和狀態(tài)。

圖為:高光譜偵查機(jī)動(dòng)車輛

利用AVIRIS、CASI或Hyperion的機(jī)載和空間反射光譜數(shù)據(jù),可以從偽裝材料和背景中檢測(cè)和識(shí)別綠色植被和沙漠中偽裝和隱身的真實(shí)軍事目標(biāo)(軍用車輛或?qū)棸l(fā)射架)。


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