機(jī)載高光譜成像系統(tǒng)主要由飛行器和高光譜成像儀組成，它的數(shù)據(jù)采集的流程是一個(gè)系統(tǒng)性的工程，需要各個(gè)環(huán)節(jié)的密切配合和優(yōu)化。本文簡(jiǎn)單介紹了機(jī)載高光譜成像系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集的流程和方法。

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系統(tǒng)安裝及檢查

飛行前將儀器設(shè)備安裝在固定翼飛機(jī)、直升機(jī)或者無人機(jī)等平臺(tái)上。檢查系統(tǒng)外觀是否有意有磕、碰和摔等情況。檢查測(cè)量系統(tǒng)及其配套設(shè)備、地面測(cè)量基站等工作狀態(tài)是否正常，確保系統(tǒng)各個(gè)部分組裝牢固安全。電源、電纜連接正確無誤，各儀器設(shè)備讀數(shù)正常。進(jìn)行光譜成像儀的數(shù)據(jù)采集測(cè)試，保證設(shè)備工作正常。進(jìn)行慣性導(dǎo)航儀檢查，確保GPS導(dǎo)航定位接收信號(hào)良好，通訊系統(tǒng)保持暢通。對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行干擾測(cè)試，保證數(shù)據(jù)收錄正常。

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數(shù)據(jù)采集

航空數(shù)據(jù)采集作業(yè)流程包括現(xiàn)場(chǎng)踏勘、飛行準(zhǔn)備、飛行測(cè)量和地物測(cè)量。

1.?現(xiàn)場(chǎng)踏勘

飛行前，工作小組需對(duì)測(cè)區(qū)邊緣和測(cè)區(qū)內(nèi)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)踏勘，熟悉測(cè)區(qū)的地形地貌，對(duì)于地形復(fù)雜不容易達(dá)到的測(cè)區(qū)，通過地形圖進(jìn)行了解，確定地面測(cè)量基站和像控點(diǎn)的布設(shè)選址。通過調(diào)研，確定最佳機(jī)場(chǎng)，制定應(yīng)急迫降方案。

2.?飛行準(zhǔn)備

飛行準(zhǔn)備包括：收集氣象資料，了解適航天氣；收集測(cè)區(qū)內(nèi)的地圖并掃描成電子版；地圖裁切，輸入角坐標(biāo)，進(jìn)行地圖定位，作為飛行導(dǎo)航底圖；由專業(yè)機(jī)組人員對(duì)飛機(jī)及成像系統(tǒng)進(jìn)行飛行前例行檢查，檢查飛機(jī)安全狀況，成像系統(tǒng)的各接口及儀器性能穩(wěn)定性進(jìn)行調(diào)試監(jiān)測(cè)和評(píng)估。

3.?飛行測(cè)量

在飛行測(cè)量中，飛機(jī)引擎啟動(dòng)后，接通電源，啟動(dòng)儀器設(shè)備，檢查設(shè)備狀態(tài)是否正常，并按照設(shè)計(jì)要求，設(shè)置相關(guān)技術(shù)參數(shù)。起飛后，打開鏡頭窗口遮擋板。進(jìn)入測(cè)線前2km開始記錄數(shù)據(jù)，并于飛出測(cè)線2km后停止記錄數(shù)據(jù)，檢查記錄狀態(tài)，監(jiān)測(cè)儀器狀態(tài)，根據(jù)信號(hào)強(qiáng)弱調(diào)整相關(guān)參數(shù)。操作人員要時(shí)刻監(jiān)測(cè)航跡、航高、航速是否符合要求，同時(shí)監(jiān)測(cè)氣象條件（云量、能見度），填寫飛行記錄表。如不符合設(shè)計(jì)要求，及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)飛，補(bǔ)飛按原設(shè)計(jì)要求進(jìn)行。飛行結(jié)束后，根據(jù)機(jī)上定位設(shè)備的需要，在靜止?fàn)顟B(tài)下收集滿足定位要求的數(shù)據(jù)后，關(guān)閉儀器，備份數(shù)據(jù)，為下一架次測(cè)量存儲(chǔ)做好準(zhǔn)備。

4.?地物測(cè)量

地面數(shù)據(jù)的獲取主要包括GPS地面基站測(cè)量、地面光譜采樣、水樣采集等三個(gè)部分，在航飛數(shù)據(jù)采集的同時(shí)，地面同步進(jìn)行測(cè)量工作。

4.1 GPS地面基站測(cè)量

使用地面衛(wèi)星導(dǎo)航定位基站數(shù)據(jù)做后差分計(jì)算，在飛行前30min打開地面基站，在衛(wèi)星導(dǎo)航定位基站搜索衛(wèi)星成功后（至少8顆衛(wèi)星），采用靜態(tài)測(cè)量模式記錄數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)記錄頻率高于1Hz。飛行結(jié)束半小時(shí)后停止記錄，關(guān)閉地面基站，導(dǎo)出基站數(shù)據(jù)并備份。

4.2光譜采樣及采樣點(diǎn)定位

需要獲取航空組規(guī)劃好的飛行路線圖，根據(jù)飛行路線圖，設(shè)計(jì)地面定標(biāo)路線。選擇地面定標(biāo)路線要求兼顧飛行路線條件與地面地物條件，每條航線范圍內(nèi)有至少一個(gè)地面采樣點(diǎn)，每個(gè)采樣點(diǎn)采樣的地物種類數(shù)量視具體情況確定，在確保時(shí)間足夠的情況下，盡量多采地物光譜。在地面道路條件允許的情況下，盡量使定標(biāo)路線垂直或近似垂直地斜交航線，保證每條航線地面采樣時(shí)間與飛行時(shí)間相差不大。

在符合以上基本條件的地面路線中，選取沿途地物種類豐富，房屋建筑物遮擋較少，便于采樣作業(yè)的地面路線。飛行測(cè)量過程中，地面光譜采樣工作同步進(jìn)行，并記錄采集點(diǎn)位置、時(shí)間和對(duì)應(yīng)的架次及航帶，測(cè)量完成后，備份光譜數(shù)據(jù)和定位數(shù)據(jù)。圖為為采集的幾種典型地物地面光譜曲線。

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4.3 水體樣采集及現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試

采樣前要根據(jù)檢測(cè)項(xiàng)目的性質(zhì)和采樣方法要求，選擇適宜材質(zhì)的盛水容器和采樣器，并充分清洗干凈。此外，還要準(zhǔn)備好適當(dāng)?shù)慕煌üぞ摺２蓸尤萜饕话闶褂盟芰先萜骰虿Ａ萜?。塑料容器用作測(cè)定金屬、放射性元素和其他無機(jī)物的盛水容器，玻璃容器則用作測(cè)定有機(jī)物和微生物等的盛水容器。有些項(xiàng)目要求提前加入保存劑，不同項(xiàng)目加入保存劑不同，根據(jù)保存劑的不同分別準(zhǔn)備盛水容器。同時(shí)還準(zhǔn)備一些采樣的工具，比如水桶，采樣器，現(xiàn)場(chǎng)使用的實(shí)驗(yàn)設(shè)備：pH計(jì)、溫度計(jì)等。在采集河流、湖泊等地表水時(shí)，可以使用桶、瓶等容器直接采取。一般將其沉至水面下0.3~0.5m處采集。

在橋上等地方采樣時(shí)，可將系著繩子的聚乙烯桶或帶著墜子的采樣瓶投于水中汲水，要注意不能混入漂浮于水面上的其他物質(zhì)。采集深層水樣時(shí)，可以使用帶重錘的采樣器。測(cè)定溶解氧的水樣，要使用專門的雙瓶采樣器采樣。湖泊、水庫的采樣點(diǎn)應(yīng)該設(shè)置在湖水的主要出入口、中心區(qū)、沿湖泊（水庫）水流方向、滯留區(qū)及湖邊城市水源區(qū)。大部分水樣在當(dāng)天采樣工作完成后，立即送往專業(yè)分析機(jī)構(gòu)進(jìn)行測(cè)試。