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高光譜系統與場景表面模型應用

2020-07-30

高光譜系統與場景表面模型應用

 

HySpex Mjolnir VS-620專為無人機操作而開發。該系統也可以安裝在帶有旋轉台的三腳架上,部署在野外進行近距離掃描。本篇介紹使用系統如何生成成像場景的表面模型。

 

Mjolnir VS-620包含兩台並列的推掃式高光譜相機,一台涵蓋400-1000nmMjolnir V-1240相機和一台涵蓋960-2500nmMjolnir S-620相機。兩個相機頭相鄰安裝在單一機架中,光軸之間距離為75mm,兩個相機光軸是並列、完全平行的,這意味著兩台相機的FOV在無窮遠處完美匹配,而兩個FOV之間的空間像素偏移則是隨著越接近場景而變大,此偏移可用於計算成像場景的數字表面模型(Digital Surface Model, DSM)。因此 Mjolnir VS-620通過同時滿足其他條件來生成精確的視差圖,實現一種全新的高光譜近端傳感和數據處理方法:

■對於VNIRSWIR相機,點擴展功能(PSF)必須相似

■兩台相機必須同時用同一觸發器觸發,使沿途不會產生記錄誤差

■在重疊頻譜區域中具有良好的訊噪比

 

在現場作業時,Mjolnir VS-620通常安裝在三腳架上的旋轉平台上,通過旋轉相機掃描場景逐行建立高光譜圖像。

下圖顯示兩個傳感器的樣本圖像

 

 

使用經典的立體成像算法,這兩個圖像用於計算視差圖。整個場景的視差圖如下所示。

 

 

視差圖與傳感器模型一起用於從攝像機的角度計算場景DSM。 所有Mjolnir VS-620攝像機都提供了直接對機載/ UAV數據進行地理配準所需的高精度傳感器模型或幾何特徵。

 

 

有了這些信息,就可以將V-1240S-620數據共同記錄到單一VS-620數據立方體中,而無需任何外部數據或其他如地面光學雷達等硬體。

 

 

下圖顯示了來自組合立方體(400-2500nm)的單一反射光譜圖

 

 

HySpex Mjolnir VS-620是一款科學級高光譜成像儀,專為無人機操作而開發。利用兩個系統的高準確度聯合和銳利的光學設計,產生相似的VNIRSWIRPSF,重疊的光譜區域可以用來生成數位表面模型,從而將兩個傳感器很好地聯合起来,也可以在不使用地面光學雷達的情况下進行野外作業。

 

HySpex Mjolnir VS-620