Specim FX50中波红外高光谱成像仪

易科泰光谱成像与无人机遥感技术研究中心推出的Ecodrone®一体式高光谱-LiDAR无人机遥感系统，采用芬兰Specim高光谱成像传感器（400-1000nm和900-1700nm）和法国YellowScan无人机激光雷达技术，利用自主研发的Ecodrone®专业无人机遥感平台，一次飞行即可同时获取高时空分辨率高光谱成像数据及激光雷达数据，易科泰公司还提供一体式高光谱-红外热成像无人机遥感系统、多光谱-LiDAR无人机遥感系统，及全波段（400-2500nm）高光谱与激光雷达航空遥感技术方案，助力我国的生物多样性保护监测、自然保护区管理、自然栖息地研究监测。

上一期《易科泰样芯分析技术应用案例》, 我们介绍了利用XRF和HSI研究波兰东北部Jaczno半混合湖全新世光养生物群落和缺氧动态的案例，本期将介绍利用这两大技术应用于波兰?abińskie湖沉积物推断全新世10,800年间水体初级生产力及混合状况的案例。

近日，北京易科泰生态技术有限公司为河北省农林科学研究院遗传生理研究所成功交付一套基于Specim高光谱成像技术的果品品质检测系统，该系统具备高分辨率、高信噪比、高帧频等特点，能够为研究人员提供高效的数据采集体验和高质量的数据成果。利用该系统对鸡爪病侵染的皇冠梨进行了高光谱数据采集与分析，可以看出400-1000nm范围内健康区域与受到侵染区域的反射光谱差异明显，可进一步精确提取鸡爪病侵染面积，进行皇冠梨外部品质鉴定。

该研究使用一种新的混合卷积神经网络（New-Hybrid-CNN）架构，充分利用像素信息，将每个产地的枸杞样本划分为2500个3D斑块，并将不同产地的枸杞样本随机分为训练集（70%）和测试集（30%），随机选取训练集的20%作为验证集。再使用具有3×3×3卷积核的同构3D卷积架构从高光谱立方信息中提取光谱-空间联合信息，然后使用深度可分离卷积（DSC）来学习空间信息，结合3D卷积和DSC的优点，有效地提取了深层光谱-空间联合信息，使架构更加轻量化。并将3D-CNN、HybridSN和SVM与所提出的方法在同一参数下进行比较，发现New-Hybrid-CNN表现出了更优的分类效果（如下左图），并且所需参数数量最少、用时最短以及最稳定。 实验结果表明，充分结合了高光谱成像中光谱和空间信息的New-hybrid-CNN分类方法能够有效识别不同产地的枸杞，并且具有普适性，有助于解决食品分类和农业应用中的类似问题。

近日，易科泰生态技术公司工程师赴中国水产科学研究院淡水渔业研究中心成功交付Specim FX17高通量台式高光谱成像系统，该设备可快速、无损的获取研究目标的空间及光谱信息，用于分析反映各种水产鱼类的外部特征、新鲜程度、脂肪含有率、水分含量、蛋白质含量分布等指标，为研究人员快速无损地进行水产渔业研究提供全新一代科研利器。

植物学研究领域，我们掌握基因组的能力已远超测量其对表型影响的能力。为应对这个不平衡的现状，近年来对植物表型研究的投入渐多，光学测量方法因其速度快、无损伤、可长期追踪监测等优势而发展迅速，其中HSI（高光谱成像）便是极具前景的一种：可适应实验室、温室、野外各种场景；可应用于细胞、叶片、冠层、遥感各种尺度；可实现便携、实验室静态系统、拖拉机和越野车、无人机、船、卫星各种搭载方案。因此高光谱技术在植物表型测量、实现作物优化管理领域应用广泛。澳大利亚拉筹伯大学的Rijad Sari?等学者同国际知名的植物表型设备厂商捷克PSI公司的CEO Martin Trtilek博士，于2021年1月在Trends in Plant Science杂志共同发表综述，全面介绍了高光谱技术在植物表型测量应用中的原理、技术和应用现状：HSI测量够得到植物的叶绿素、叶黄素、类胡萝卜素、花青素、氮、水分、磷、纤维素、蛋白质、矿物质、酚类等代谢物状况信息；植物组织的细胞结构、角质层厚度、细胞垛叠方式等导致的表面纹理特性的变化信息；植物冠层结构和形态信息等；可应用于植物生理生化研究、种子活力评估、光合及呼吸、根系表型、病虫害和非生物胁迫研究、产量预测和农产品质量检测等植物表型研究及应用领域。

城市森林结构的测量是评估城市森林生态功能的前提，如城市热岛缓解、去除空气污染、碳储存、建筑能耗改造和减少雨水径流等。对城市森林结构和功能的有效评估，可以更好的约束其碳汇作用，并加深城市化对生态系统影响的理解。传统上使用的样地抽样方式存在耗时、耗力、环境限制及抽样误差等缺点，且结果无法表征整个城市的森林空间分布。而无人机遥感系统凭借覆盖范围广、采集速度快、重访周期短、省时省力等特点，为城市森林物种分布、叶面积指数（LAI）计算和碳储存预估等工作提供了新的解决方案。Ecodrone®一体式高光谱-LiDAR无人机遥感系统，结合了自主研发的Ecodrone系列无人机和国际知名高光谱成像技术、机载LiDAR技术，一次飞行可同时获取高光谱、激光雷达及高清RGB数据，可助力森林结构调查、树木表征、生物固碳及碳储存研究等领域。

中国海洋大学和易科泰光谱成像与无人机遥感技术研究中心（西安）合作，对海水养殖（紫菜）病害检测及产量评估进行了系列研究，并在《Plant Methods》联合发表“Biomass estimation of cultivated red algae Pyropia using unmanned aerial platform based multispectral imaging”（Che Shuai等，2021）。

易科泰生态技术公司长期致力于先进仪器技术引进推广、研发集成及应用创新服务，广泛涉及“农业-生态-健康”领域。基于近二十年叶绿素荧光测量与成像技术、紫外光激发多光谱荧光成像技术服务与实验研究，及近几年来高光谱成像技术创新应用研究实验（SpectrAPP®项目），公司推出FluorTron®多功能高光谱成像分析系统，为食品品质检测及评估提供非接触、非损伤、数字化、可视化解决方案。

生石花也是来自东芬兰大学的芬兰生物学家Tommi Nyman博士和他的南非同事、来自斯坦林布什大学的植物生态学家Allan Ellis教授从进化的角度长期研究的植物。他们选择了IQ高光谱相机来帮助研究。IQ小巧便携、高续航，使它成为野外调查研究的绝佳选择，此外高速拍摄的特点也能够出色应对沙漠地区强烈多变的光线。

光谱成像技术可以高效、无损、准确、非接触、高通量地记录和研究分析岩画、壁画、雕塑等的表面信息，实现物质文化遗产研究和保护的数字化。对于露地如岩画、石碑、雕塑等文化遗产，表层生物侵蚀如藻类、地衣侵蚀危害评估和防治，是文物保护的重要环节，对此可采用叶绿素荧光成像等技术进行研究监测分析。

对于F等卤族元素的测量，传统方法例如滴定法、离子选择电极法、离子色谱法、气相色谱法等，需要对样品进行溶解和分离等耗时费力的预处理；但是能够对固体直接测量的技术例如XRF、NAA等，却难以测量轻元素例如F；而ICP-OES 和ICP-MS方法受限于F元素的高电离电势（17.42 eV，接近ICP方法常用的Ar气）因此离子化是个问题。LIBS元素分析技术是解决上述问题的极佳方案。

水果在采摘、储存、销售等各个环节中，质量与品质评估都是非常重要的。决定水果质量的一项主要指标就是可溶性固形物（SSC），如果SSC的含量较高，则水果的口感会更甜。印度尼西亚大学的学者使用Specim FX10高光谱成像系统开发了杨桃的可溶性固形物含量预测系统，可有效地预测杨桃中的SSC含量及空间分布。

当前传统的矿物测定方法数据准确应用广泛，但是成本、人力及时间耗费高。为了满足开采策略和方法的新要求，矿物分析需构建高质量数据库，必须速度快、费用低，反而对准确度要求不高。近年来，包括HSI（高光谱成像技术）、LIBS（激光诱导击穿元素光谱分析技术）等在内的光谱成像技术日渐广泛地应用于矿物的种类识别和定量分析，由于非常契合上述数据库构建的要求，因而开启了岩相学和矿物学研究的新路径，为地理、构造地质、矿物、矿产勘查和加工等科学领域中的复杂过程研究提供了强大技术支撑。近日，我国“祝融号”火星车在火星乌托邦平原着陆区便是利用短波红外光谱等技术发现类似沉积岩的板状硬壳层富含含水硫酸盐等矿物。本文将介绍德国联邦地球科学和自然资源研究所（Wilhelm Nikonow et al.,2019）应用HSI、LIBS元素分布成像等光谱图像融合技术开展的矿物特征及岩相学分析研究，旨在为地球化学和矿物学科研工作者提供应用参考。

SpectraScan© SWIR-LWIR地矿勘查高光谱成像分析系统，是易科泰光谱成像与无人机遥感技术研究中心，基于SpectraScan©光谱成像扫描平台技术，集成Specim SWIR、LWIR高光谱成像传感器，最新推出的一站式地矿勘查高光谱成像解决方案。

伤口愈合过程是各种组织的再生共同作用的结果。创伤愈合的基本过程为：急性炎症期→细胞增生期→瘢痕形成期→表皮及其它组织再生。治疗不同原因（如创伤或慢性疾病）造成的伤口需要完全不同的临床护理方式，所以伤口的严重程度及愈合活力的评估是确定治疗方法的先决条件。 传统的活体组织检查分析虽然可以使诊断结果更加准确，但是活检的组织学分析通常只显示出非特异性炎症，而没有细胞密度、活力或坏死的信息，采样操作也会导致额外的局部组织损伤。而高光谱成像技术可以无接触地获取生物组织的光谱和空间数据，以此来反应伤口愈合过程中的动态变化，为无损监测并治疗各类伤口提供帮助。