基本信息
- 项目名称：
- 一种基于ASD手持式光谱仪的地物光谱信息无线采集系统
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”作品
- 小类：
- 信息技术
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- ASD手持式光谱仪是目前地物光谱信息采集的主要设备，然而ASD手持式地物光谱仪本身并不具有数据存储功能，大量的野外数据获取通过有线方式传输到计算机，。本作品对光谱仪的数据传输方式进行了改进和创新，利用WIFI技术，实现了光谱数据的无线传输，并集成了无线图像信息采集、气象信息采集和GPS定位功能，开发了基于GIS的地物光谱综合信息数据库，发明了基于ASD手持式光谱仪的地物光谱综合信息无线采集系统。
- 详细介绍：
- 由于不同的地物具有不同的光谱特征，这已成为利用高光谱遥感数据认识和识别地物、提取地表信息的主要思想和手段。光谱数据库是由高光谱成像光谱仪或地物光谱仪在一定条件下测得的各类地物反射光谱数据的集合，对准确地解译遥感图像信息、快速地实现未知地物的匹配、提高遥感分类识别水平起着至关重要的作用，并且在在地质勘测，农作物估产、植被监测，海洋遥感，环境监控等方面具有广泛的应用 。 高光谱遥感广泛应用于各个领域中，以ASD系列的光谱仪以其良好的仪器精度与多选择的测量波长范围将我们带入了光谱分析时代，ASD手持式光谱仪是目前地物光谱信息采集的主要设备，然而ASD手持式地物光谱仪本身并不具有存储功能，大量的野外数据获取通过有线方式传输到计算机，操作复杂，工作效率非常低，这就给光谱测量造成不方便，所以需要进行无线传输。另外只有光谱信息往往也不能满足野外工作需要，还需要GPS点定位和相片信息进行记录地物的特征以及气象信息记录地物周边环境。 本作品对光谱仪的数据传输方式进行了改进和创新，利用WIFI技术，将原来只能用有线连接光谱仪和计算机的数据传输方式，改进为在半径百米内的无线传输，将原来的一台计算机连接一台光谱仪改进为一台计算机同时连接多台光谱仪，大大提高了工作效率，并集成了无线摄像、GPS、气象仪等设备，实现了无线图像信息采集、气象信息采集和GPS定位功能，开发了基于GIS的地物光谱综合信息数据库，发明了基于ASD手持式光谱仪的地物光谱综合信息无线采集系统。 该系统的发明极大的提高了地物光谱信息的采集效率，在获取地物光谱信息的同时，通过无线方式获取GPS点定位信息，地物图像信息，地物周边环境的气象信息，极大的丰富了地物光谱信息库的内容，建立了基于GIS的地物光谱综合信息数据库。为地球资源光谱信息库建设提供了新的手段，对遥感技术的发展和应用具有重要的意义。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 发明目的： 提高地物光谱信息的采集效率，丰富地物光谱信息库的内容，为地球资源光谱信息库建设提供新的手段。 创新点： （1）利用WIFI技术实现了ASD光谱仪与计算机之间的光谱数据无线传输功能，由一对一（一台计算机连接一台光谱仪）改进为一对多（一台计算机同时连接多台光谱仪）的数据传输方式，扩大了数据采集范围（数据采集半径由1米扩大为100米左右）； （2）集成了无线图像信息采集功能。该无线采集系统在获取地物光谱信息的同时可以获取地物的图像信息； （3）集成了无线气象信息采集功能。该无线采集系统在获取地物光谱信息的同时可以获取地物环境的气象信息； （4）集成了GPS定位功能。该无线采集系统通过GPS实时获取地物的坐标信息； （5）开发了基于GIS的地物光谱综合信息数据库，实现了地物光谱综合信息的高效管理； （6）发明了基于多元技术的地物光谱综合信息无线采集系统，为地球资源光谱信息库建设提供了新的手段。 技术关键： （1）ASD手持式地物光谱仪与计算机的无线传输技术； （2）地物光谱综合信息建库技术； （3）基于GIS的地物光谱采集系统的开发技术。 主要技术指标： （1）地物光谱数据的无线传输速度单机大于等于每秒1kb； （2）光谱信息采集准确率达99.9%； （3）地物光谱的综合信息采集量每次大于等于100kb。 （4）系统响应速度小于0.1秒。
科学性、先进性
- 现有的ASD手持式地物光谱仪只能以有线的方式实现计算机与光谱仪之间的通信。 该作品无线采集系统实现了计算机和光谱仪之间基于WIFI技术的无线通信；无线采集系统不仅集成了无线摄像头，实现了照片信息在计算机和摄像头之间的无线传输，还集成了蓝牙GPS,实现了GPS信息在计算机和GPS之间的无线传输，同时集成了便携式气象仪，实现了实时获取地物周边环境的气象信息。 该作品基于GIS建立了光谱综合信息数据库，该数据库实现了气象信息、光谱信息、照片信息、GPS信息的无线采集以及同步显示的功能，实现了四种信息的查询，以及通过四种综合信息分析地物现状等功能。
获奖情况及鉴定结果
- 该作品在2011年4月21日已获受理申报国家实用新型专利3项
作品所处阶段
- 中试阶段
技术转让方式
- 专利授权
作品可展示的形式
- 实物、产品 现场演示
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 在遥感领域，收集和积累各种典型地物的光谱数据信息历来是遥感基础研究和应用研究中不可缺少的一个重要环节。地物光谱综合信息库对遥感信息处理的新方法的发展、遥感分类识别水平的提高起着十分重要的作用，是遥感理论和应用技术发展的基础，是定量遥感技术与应用发展的先决条件，而定量遥感离不开光谱综合信息库的有力支撑。 该数据库在准确解译遥感图像信息、快速实现未知地物的匹配、提高遥感分类识别水平等方面起着至关重要的作用。在地质勘测，农作物估产、植被监测、海洋遥感、环境监控等方面具有广泛的应用前景。 精准农业要求生产和资源利用上的“精”和管理发展上的“准”。遥感综合信息库在农业科研和应用技术上有以下的相关工作： 1)个体生长状况与作物叶片光谱关系的研究； 2)利用多时相的高光谱数据提取出光谱特征对不同植被和作物进行识别和分类； 3)对植被的叶面积指数、生物量等生理参数进行估算； 4)农作物估产监测。 5)利用植被指数进行地表覆盖分析或作物长势的动态监测；
同类课题研究水平概述
- 目前尚未发现国内外有同类研究。现有的ASD手持式地物光谱仪只能以有线的方式实现计算机与光谱仪之间的通信。 该作品无线采集系统实现了计算机和光谱仪之间基于WIFI技术的无线通信；无线采集系统不仅还集成了无线摄像头，实现了照片信息在计算机和摄像头之间的无线传输，还集成了蓝牙GPS,实现了GPS信息在计算机和GPS之间的无线传输，同时集成了便携式气象仪，实时获取地物周边环境的气象信息。 该作品基于GIS建立了光谱综合信息数据库，该数据库实现了气象信息、光谱信息、照片信息、GPS信息的无线采集以及同步显示的功能，实现了四种信息的查询，以及通过四种综合信息分析地物现状等功能。
