GaiaField 地面目标大范围扫描高光谱成像仪

高光谱成像仪以其特有的光谱分辨率，能够实现对水体泥沙含量和污染程度的有效识别。高光谱图像数据不仅可以反映水体的特征，包括悬浮物含量、叶绿素富集度、水体深度等，还能有效的对海洋或内湖水质环境进行监测，例如赤潮生物优势物种的识别、洋面溢油、河口污染、水体含沙量等。多项实验表明，在不同的波段范围内，可监测的水体生态的种类也不同。例如，水体泥沙含量在近红外波段下的反射率明显线性相关，水深的测量则是在可见范围内，针对不同的水体污染，根据污染源和污染程度的不同，反射率也不尽相同。虽然实验成果有待进一步证实，但高光谱图像在水体生态监测方面的优势已经不容置疑。

近年来，随着遥感技术的日新月异，高光谱遥感已成为国内外研究的热点。高光谱的光谱分辨率能精确到纳米级，使其在探测植物生命信息和解析植被长势状况方面具有得天独厚的优势。因此，利用高光谱深入到作物生态系统内部，将更有助于作物垂直梯度养分状况的定量化研究。

目前的大多数无损检测方法仅采用了单一的检测手段、较传统的信号预处理技术和模式识别方法。它们往往仅对某一两项指标有较好的信息响应，无法利用多种信息进行综合全面的评价。而生鲜肉类、海产品品质的整体品质是复杂的,应由多项指标进行综合评定。随着科学技术的发展，生鲜肉类、海产品品质无损检测技术将向融合多种检测技术的方向发展，其中高光谱图像检测技术具有很大的发展潜力。生鲜肉类、海产品品质的无损检测技术尤其是高光谱图像检测技术在我国还处于实验研究阶段，并没有真正地投入到实际生产当中。所以，加速生鲜肉类、海产品品质无损检测设备的市场应用，实现其在线、快速、无损检测对我国肉类产业的现代化发展具有非常重要的实际意义。

果蔬表面污染和损伤的检测对于生产者和消费者来说一直都是很重视的问题。普通的检测方法要么对果蔬表面有一定的损害，要么仅能够检测到部分表征，无法深入分析和检测。应用高光谱成像的方法既能够实现无损检测，又能够快速准确的获取样本的完整的图像信息和光谱信息。通过图像和光谱分析方法，检测果蔬的物理结构、化学成分和表面特征。例如果蔬表面的损伤、腐烂、疤痕、土壤污染、排泄物污染、农药残留、病变、虫蛀、冻伤、重量、长势等。

果蔬的无损检测对生产和贸易都具有重要价值。果蔬成熟度是果蔬分级与保鲜的重要评价指标之一。果蔬成熟度通常可以通过其颜色来进行区分，但决定果蔬成熟度的实质是其内部品质指标，因此对果蔬成熟度用传统的方法进行检测很难有一个统一、准确的指标来进行划分。应用高光谱成像的方法既能实现无损检测，又能够快速准确的获取待测物的图像信息和反映其内部品质的光谱信息。通过图像和光谱分析方法，检测果蔬的内部品质从而准确判断果蔬的成熟度

水果和蔬菜是人们日常饮食中最重要的组成部分之一。农药在果蔬的种植过程中起到病虫草害的防治作用，但是农药并不能全部被植物吸收，大部分仍残留在果实表面。近年来因过量使用农药而造成的农药中毒现象屡见不鲜，使得蔬果的食用安全性不断受到人们的广泛关注。目前，常见的农药残留检测手法虽然有很多，但是精度高的检测过程较为复杂，且检测时间较长，仅能用于实验室农药残留的精确分析和检测；化学检测方法一般是破坏性检测，有着消耗有机试剂、制样繁琐且检测成本高等不利特点。所以农药残留检测的发展方向应该是是更快速、更准确、更环保，而高光谱成像检测能够达到实时、高效、快速、无损检测的目的。