本发明专利技术公开了一种多光谱信息融合的空天地环境监测装置及方法，属于空天地环境监测领域，实现了空天地环境中的大气环境光谱检测与表型成像光谱信息融合的检测，进而建立先进有效的空天地一体化环境检测综合解决方案。其结构包括无人机、大气环境光谱检测模块、多光谱检测模块、视觉检测模块等，本发明专利技术具有以下有益效果：在空天地环境中根据视觉检测模块建立的地面环境信息，利用大气环境光谱检测检测大气环境中大气污染情况，利用多光谱模块采集地面表型光谱信息，并根据大气环境光谱检测模块所得的污染情况与多光谱模块采集的结果结合分析污染源，对大气污染源进行追溯，达到对空天地环境一体化监测，有效寻找大气污染来源。有效寻找大气污染来源。有效寻找大气污染来源。
【技术实现步骤摘要】
一种多光谱信息融合的空天地环境监测装置及方法
[0001]本专利技术属于空天地环境监测领域，特别涉及一种多光谱信息融合的空天地环境监测装置及方法。
技术介绍
[0002]大气污染是指由于人类活动或自然过程引起某些物质进入大气中，呈现出足够的浓度，达到足够的时间，并因此危害了人体健康的现象。主要的大气污染物有两大类：一种是气溶胶状态污染物，另一种是气体状态污染物。大气污染后，由于污染物质的来源、性质、浓度和持续时间的不同，污染地区的气象条件、地理环境等因素的差别，甚至人的年龄、健康状况的不同，对人均会产生不同的危害，大致可分为急性中毒、慢性中毒、致癌三种。大气污染对工农业也会造成巨大的危害，这些危害可影响经济发展，造成大量人力、物力和财力的损失。大气污染物质还会影响天气和气候。颗粒物使大气能见度降低，减少到达地面的太阳光辐射量。
[0003]大气中有害物质的浓度越高，污染就越重，危害也就越大。污染物在大气中的浓度，除了取决于排放的总量外，还同排放源高度、气象和地形等因素有关。污染物一进入大气，就会稀释扩散。风越大，大气湍流越强，大气越不稳定，污染物的稀释扩散就越快；反之，则污染物的稀释扩散就慢。随着科学技术的飞速发展，大气污染溯源技术也得到了技术改进，但目前的技术手段都需要在实地进行空气取样、封存后带入实验室进行下一步检测，检测用时长较长、检测较为复杂，需要耗费大量人力和物力，较难以实现快速高效的检测。
[0004]为了解决上述现有技术问题的不足，本专利技术因此提供一种多光谱信息融合的空天地环境监测装置及方法，实现了空天地环境中的大气环境光谱检测与表型成像光谱信息融合的检测，进而建立先进有效的空天地一体化环境检测综合解决方案。在空天地环境中根据视觉检测模块建立的地面环境信息，利用大气环境光谱检测检测大气环境中大气污染情况，利用多光谱模块采集地面表型光谱信息，并根据大气环境光谱检测模块所得的污染情况与多光谱模块采集的结果结合分析污染源，对大气污染源进行追溯，达到对空天地环境一体化监测，有效寻找大气污染来源，助力打赢蓝天保卫战。
技术实现思路
[0005](一)要解决的技术问题
[0006]为了解决上述现有技术问题的不足，本专利技术因此提供一种多光谱信息融合的空天地环境监测装置及方法，实现了空天地环境中的大气环境光谱检测与表型成像光谱信息融合的检测，进而建立先进有效的空天地一体化环境检测综合解决方案。在空天地环境中根据视觉检测模块建立的地面环境信息，利用大气环境光谱检测检测大气环境中大气污染情况，利用多光谱模块采集地面表型光谱信息，并根据大气环境光谱检测模块所得的污染情况与多光谱模块采集的结果结合分析污染源，对大气污染源进行追溯，达到对空天地环境一体化监测，有效寻找大气污染来源。
[0007](二)技术方案
[0008]本专利技术通过如下技术方案实现：
[0009]一种多光谱信息融合的空天地环境监测装置及方法，包括无人机、检测机箱，所述机箱包括大气环境光谱检测模块、多光谱检测模块、视觉检测模块、GPS定位模块以及实时图传模块，基于多光谱信息融合实现空天地一体化环境污染监测，对大气环境进行实时检测、溯源；
[0010]所述大气环境光谱检测模块包括有：
[0011]车载电源：用于为大气环境光谱检测模块供电；
[0012]小型脉冲激光器：用于诱导大气污染颗粒等离子体；
[0013]小型光谱信息处理终端：用于处理光谱数据；
[0014]微型单通道光谱仪：用于等离子体光信号分光及光电转换；
[0015]微型单通道光谱仪：用于等离子体光信号分光及光电转换；
[0016]所述多光谱检测模块包括有：
[0017]六通道多光谱相机：地面表型成像研究；
[0018]电动旋转云台：用于控制六通道多光谱相机拍摄角度；
[0019]底座：用于固定六通道多光谱相机及电动旋转云台；
[0020]所述视觉检测模块包括有：
[0021]可见光相机：用于实时监测空天地环境；
[0022]热成像相机：用于监测空天地一体化环境温度情况；
[0023]小型云台：用于控制可见光相机拍摄角度；
[0024]小型云台：用于控制热成像相机拍摄角度。
[0025]进一步的，还包括GPS/无线图传天线、无人机主机、固定支架、光纤探测器、直角棱镜、聚焦透镜。
[0026]进一步的，所述无人机脚架处通过固定支架将机箱固定于无人机下方。
[0027]进一步的，所述机箱内的大气环境光谱检测模块，车载电源为小型脉冲激光器、小型光谱信息处理终端、两台微型单通道光谱仪提供电力续航；小型光谱信息处理终端通过USB连接微型单通道光谱仪、微型单通道光谱仪；光纤探测器前端带有小型聚焦透镜用于汇聚光信号。
[0028]进一步的，所述小型脉冲激光器发射脉冲激光，经由聚焦透镜辐射至检测点，等离子体光信号通过聚焦透镜聚焦至直角棱镜，通过直角棱镜反射光信号至光纤探测器，经由光纤探测器将光信号传输至微型单通道光谱仪、微型单通道光谱仪进行分光、光电转换，光电转换后将光谱信息通过USB传输至小型光谱信息处理终端。
[0029]进一步的，所述微型单通道光谱仪检测波长范围：200
‑
650nm；所述微型单通道光谱仪检测波长范围：500
‑
1050nm。
[0030]进一步的，所述视觉检测模块位于机箱底部，两个小型云台安装于机箱底部左右两侧。
[0031]进一步的，所述方法如下：
[0032]步骤一：无人机放置于起飞点，检测校正各监测模块后起飞；
[0033]步骤二：根据规划路线开始定点巡航；
[0034]步骤三：无人机在规划路线内实时开启大气环境光谱检测模块对大气中颗粒物进行检测，并通过无标分析法计算颗粒物含量，同时开启多光谱检测模块采集地面表型信息；
[0035]步骤四：通过大气中颗粒物相对含量与多光谱相机采集的地面表型信息结合建立大气污染传播图，根据污染相对含量多少以及地面表型信息结合对污染物溯源；
[0036]步骤五：自动返航至起飞点回收。
[0037](三)有益效果
[0038]本专利技术相对于现有技术，具有以下有益效果：
[0039]为了解决上述现有技术问题的不足，本专利技术因此提供一种多光谱信息融合的空天地环境监测装置及方法，实现了空天地环境中的大气环境光谱检测与表型成像光谱信息融合的检测，进而建立先进有效的空天地一体化环境检测综合解决方案。将无人机放置起飞点，检测校正各监测模块后起飞；无人机根据规划路线开始定点巡航；在规划路线内实时开启大气环境光谱检测模块对大气中颗粒物进行检测，并通过无标分析法计算颗粒物含量，同时开启多光谱检测模块采集地面表型信息；通过大气中颗粒物相对含量与多光谱相机采集的地面表型信息结合建立大气污染传播图，根据污染相对含量多少以及地面表型信息结合对污染物溯源；巡检完毕后自动返航至起飞点回收。在空天地环境中本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种多光谱信息融合的空天地环境监测装置及方法，其特征在于：包括无人机、检测机箱，所述机箱包括大气环境光谱检测模块、多光谱检测模块、视觉检测模块、GPS定位模块以及实时图传模块，基于多光谱信息融合实现空天地一体化环境污染监测，对大气环境进行实时检测、溯源；所述大气环境光谱检测模块包括有：车载电源(9)：用于为大气环境光谱检测模块供电；小型脉冲激光器(10)：用于诱导大气污染颗粒等离子体；小型光谱信息处理终端(11)：用于处理光谱数据；微型单通道光谱仪(12)：用于等离子体光信号分光及光电转换；微型单通道光谱仪(13)：用于等离子体光信号分光及光电转换；所述多光谱检测模块包括有：六通道多光谱相机(3)：地面表型成像研究；电动旋转云台(5)：用于控制六通道多光谱相机(3)拍摄角度；底座(6)：用于固定六通道多光谱相机(3)及电动旋转云台(5)；所述视觉检测模块包括有：可见光相机(7)：用于实时监测空天地环境；热成像相机(8)：用于监测空天地一体化环境温度情况；小型云台(17)：用于控制可见光相机(7)拍摄角度；小型云台(18)：用于控制热成像相机(8)拍摄角度。2.根据权利要求1所述的一种多光谱信息融合的空天地环境监测装置及方法，其特征在于：还包括GPS/无线图传天线(1)、无人机主机(2)、固定支架(4)、光纤探测器(14)、直角棱镜(15)、聚焦透镜(16)。3.根据权利要求1所述的一种多光谱信息融合的空天地环境监测装置及方法，其特征在于：所述无人机脚架处通过固定支架(4)将机箱固定于无人机下方。4.根据权利要求1所述的一种多光谱信息融合的空天地环境监测装置及方法，其特征在于：所述机箱内的大气环境光谱检测模块，车载电源(9)为小型脉冲激光器(10)、小型光谱信息处理终端(11)、微型单通道光谱仪(12)、微型单通道光谱仪(13)提供电力续航；小型光谱信...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈志威，周渝东，万正，
申请(专利权)人：陈志威，
类型：发明
国别省市：
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