無人機高光譜水體多參數解析流程

無人機高光譜水環境監測技術路線圖

利用地面光譜數據和水質參數監測結果構建水質參數的反演模型，將的模型應用到無人機高光譜影像上完成空間分布圖制作。具體的技術流程如上圖所示，無人機高光譜成像系統要實現水質定性定量從宏觀空間和時間上污染分布變化，不簡單是高光譜數據采集，要實現空間分布及定量測量，除了需要配置匹配相關檢測設備 （無人機成像高光譜、地物光譜儀、多參數水質檢測儀等），后續專業性處理軟件及數據算法模型、數據處理服務更為重要，如下圖是基于高光譜技術的天空地一體化水質監測解決方案，包括無人機載、地面定點和水面水下等多款產品，并通過定量反演實時監測河道水體的總氮、總磷、葉綠素、氨氮、濁度和高錳酸鹽指數（COD）等多個參數，從技術上是采用了多種方法綜合應用實現了從局部到宏觀水質監測在多維空間的定性定量的水質監測方案。

多維空間水質監測方案

LiSpecView-Hyper高光譜預處理軟件功能

2  數據導入：原始數據、光譜定標文件、相對定標文件

2  數據分塊：軌跡剪切、數據剪切、數據預覽、光譜顯示、軌跡顯示

2  數據糾正：非均勻校正、靶標提取、反射率計算、幾何糾正、影像顯示

2  數據糾正：非均勻校正、靶標提取、反射率計算、幾何糾正、影像顯示

2  航帶拼接：自動拼接、拼接線編輯

2  數據導出：整幅導出

LiSpecView-Hyper高光譜數據預處理

萊森光學LiSpecView-Hyper高光譜預處理軟件，水質反演快視功能包含解析軟件，可實現影像查看、水體提取以及水質參數反演、結果統計及水質參數制圖等功能。影像查看功能可將處理好的高光譜反射率數據導入并查看，點選。水質提取功能首先計算水體指數，之后進行水體邊界提取。水質參數反演可實現葉綠素a、懸浮物、總氮、總磷、氨氮、化學需氧量等的水體參數反演。結果統計及水質參數制圖功能可對反演參數進行數據輸出，并用不同色塊顯示不同濃度等級，對大部分指標精度達到80%以上。

在數據導入步驟中，導入無人機載高光譜成像系統所采集的原始數據，相機標定數據，相機參數等數據，為后續數據處理做準備。

在數據分塊步驟中，根據飛行軌跡，將數據分成若干個航帶。在生成航帶數據的同時，對原始成像數據進行復原及定標處理，得到高光譜還原數據。

LiSpecView-Hyper無人機高光譜采集軟件

LiSpecView-Hyper無人機高光譜預處理軟件

水質反演快視圖

在幾何校正及反射率計算步驟中，首先，根據選中的灰板的像素值以及對應的灰板參數文件，對高光譜還原數據進行處理，得到反射率數據。然后，使用定位定姿數據、外部導入DEM數據或的高程面，對高光譜還原數據或反射率數據進行處理，得到較正后的航帶DOM數據。

數據分塊（按航跡進行分割）                                                                              航帶拼接(拼接完后展示)

在航帶拼接步驟中，對帶地理參考的航帶DOM數據進行拼接處理，得到拼接后的全局預覽圖影像。以全局預覽圖影像為參考，進行拼接線編輯，得到更新后的拼接線，并實時預覽編輯后的效果。最后，用戶根據需求，進行圖幅劃分，并根據劃定的圖幅，對拼接好的影像進行裁切輸出。

勻光勻色功能可消除由于傳感器自身或成像時間、季節、天氣等因素不同造成影像色彩差異較大情況，使得影像整體色彩具有一致性。架次間拼接功能可實現不同架次間所有波段的整體拼接，便于后續數據處理。

均色均光功能