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IQ-Thermo便攜式高光譜成像與紅外熱成像系統(tǒng)

 

本系統(tǒng)憑借便攜、輕巧、智能化、即開即用、在線測(cè)量、實(shí)時(shí)分析的特點(diǎn)，廣泛適用于實(shí)驗(yàn)室或野外等多種場(chǎng)景，通過對(duì)葉片或冠層水平光譜反射及溫度進(jìn)行高分辨率成像，可應(yīng)用于快速無損、高通量原位生態(tài)遙感監(jiān)測(cè)、植被生物及非生物脅迫監(jiān)測(cè)、植物蒸騰及氣孔導(dǎo)度研究、生物多樣性監(jiān)測(cè)等，尤其對(duì)葉片及冠層尺度植被生長(zhǎng)監(jiān)測(cè)、物種多樣性調(diào)查、環(huán)境及生態(tài)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)變化等具有重要意義。

 

 

本系統(tǒng)主要由光譜成像傳感器及便攜臺(tái)架組成，成像傳感器包括內(nèi)置推掃智能高光譜成像單元和LWIR紅外熱成像單元。高光譜成像單元集采集、分析處理、結(jié)果可視化等功能特點(diǎn)于一體（ALL-IN-ONE），具備IP等級(jí)防護(hù)和全自動(dòng)運(yùn)行特點(diǎn)，內(nèi)置WiFi可遠(yuǎn)程控制，實(shí)現(xiàn)無人機(jī)值守工作。曾榮獲2018年德國(guó)設(shè)計(jì)協(xié)會(huì)“紅點(diǎn)設(shè)計(jì)獎(jiǎng)”—國(guó)際公認(rèn)的全球工業(yè)設(shè)計(jì)頂級(jí)獎(jiǎng)項(xiàng)、連續(xù)兩年獲得“inVISION全球頂級(jí)創(chuàng)意獎(jiǎng)”。紅外熱成像單元具有高達(dá)640×512px的像素分辨率及0.03℃超高靈敏度，其低能耗、輕量級(jí)、堅(jiān)固結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完美適用于野外復(fù)雜嚴(yán)苛條件下原位監(jiān)測(cè)場(chǎng)景。

 

應(yīng)用領(lǐng)域

適用于光合作用研究和植被脅迫研究，農(nóng)業(yè)、林業(yè)、生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域。研究?jī)?nèi)容涉及光合活性、脅迫響應(yīng)、病蟲害監(jiān)測(cè)、農(nóng)田測(cè)繪及普查等

 ?野外原位生態(tài)遙感監(jiān)測(cè)

 ?病蟲害監(jiān)測(cè)與防治

 ?森林資源調(diào)查評(píng)估

 ?樣方高通量遙感監(jiān)測(cè)

 ?植物表型與形態(tài)學(xué)研究

 ?作物產(chǎn)量評(píng)估及農(nóng)情監(jiān)測(cè)

 ?作物干旱脅迫監(jiān)測(cè)及灌溉管理

 ?農(nóng)田測(cè)繪及農(nóng)業(yè)普查

 ?作物育種及抗性篩選

 ?生物多樣性及種質(zhì)資源調(diào)查

 

作物冠層溫度分析

 

功能特點(diǎn)

 ?系統(tǒng)化一體式設(shè)計(jì)，輕量便攜，適合野外原位生態(tài)調(diào)查使用

 ?智能化高光譜成像傳感器，覆蓋400-1000nm波段，可計(jì)算數(shù)十種植被指數(shù)圖像

 ?高性能紅外熱成像測(cè)溫系統(tǒng)，溫度分辨率0.03℃，配有溫度數(shù)據(jù)專業(yè)分析軟件，提取感興趣區(qū)域溫度動(dòng)態(tài)變化曲線

 ?高光譜成像傳感器具備GPS模塊，便于不同地理位置的數(shù)據(jù)融合分析 

 

主要技術(shù)指標(biāo)

 1、系統(tǒng)化支架設(shè)計(jì)：集全太陽光譜雙光源、成像單元、云臺(tái)及三腳支架于一體，重約5kg，便攜組裝、易于操作

 2、400-1000nm智能高光譜成像：集光譜數(shù)據(jù)采集、自動(dòng)掃描成像、自動(dòng)分析處理、可視化分析結(jié)果等功能于一體，可通過光譜特征曲線創(chuàng)建App導(dǎo)入相機(jī)直接應(yīng)用，進(jìn)行性狀快速篩選、檢測(cè)、識(shí)別等功能

a)  光圈F/1.7

b)  光譜分辨率7nm

c)  光譜波段：204，可選Bin 2x和Bin 3x

d)  內(nèi)置GPS，每個(gè)高光譜數(shù)據(jù)立方均自帶地理標(biāo)簽，便于精準(zhǔn)定位、多源信息融合分析

e)  內(nèi)置SAM算法，無需任何復(fù)雜處理，即可快速實(shí)時(shí)顯示分析結(jié)果

f)  自帶4.3英寸觸摸屏+13個(gè)物理按鍵，可快速實(shí)時(shí)測(cè)量分析得出結(jié)果

g)  具備USB或WIFI遠(yuǎn)程控制功能，可通過USB線纜或無線WIFI在軟件中控制相機(jī)運(yùn)行

 3、7.5-13.5μm紅外熱成像成像，非制冷紅外焦平面檢測(cè)器，640×512像素，出廠黑體校準(zhǔn)，內(nèi)置NUC校準(zhǔn)，含校準(zhǔn)證書溫度分辨率0.03℃，9/30/60Hz可選

a)  測(cè)溫范圍：-25℃至+150℃或+40℃至+550℃，可選1500℃

b)  溫度靈敏度≤0.03℃（30mK）@ 30℃；

c)  數(shù)據(jù)傳輸：USB-3或GigE千兆以太網(wǎng)

d)  光學(xué)鏡頭，可選配6.8mm、9mm、13mm、19mm鏡頭

e)  具備14種調(diào)色板供任意選擇，可多樣化設(shè)置熱成像假彩色

f)  具備等溫模式、溫度預(yù)警、ROI分析、溫度剖面、3D溫度顯示、輸出報(bào)告等功能

g)  支持CSV、非輻射JPEG、輻射JPEG、輻射視頻、AVI、MP4等格式輸出

h)  防護(hù)等級(jí)：IP65，適用野外嚴(yán)苛條件下適用

 

野外使用展示

 

安裝培訓(xùn)

 

熱成像軟件截圖（左）高光譜數(shù)據(jù)分析截圖（右）

 

 

高光譜用于擬南芥表型分析（案例）

 

參考文獻(xiàn)

 1) Jan B , Kelvin A , Dzhaner E , et al. Specim IQ: Evaluation of a New, Miniaturized Handheld Hyperspectral Camera and Its Application for Plant Phenotyping and Disease Detection[J]. Sensors, 2018, 18(2):441-.

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