光伏電站無人機(jī)高光譜成像檢測技術(shù)規(guī)范

1光伏電站用無人機(jī)高光譜成像系統(tǒng)檢測技術(shù)規(guī)范僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單）適用于本GB/T27919-2011IMU/GPS輔助航空GB/T27920.2數(shù)字航空攝影規(guī)范第2部分：推掃式數(shù)字CNCA/CTS0016-2015并網(wǎng)光伏電站性能檢測與質(zhì)量評估指成像光譜儀在電磁波譜的可見光、近紅外、中紅外和熱紅外波段范圍內(nèi)，獲取許多非譜連續(xù)的影像數(shù)據(jù)的技術(shù)。其光譜通道數(shù)可多達(dá)數(shù)十甚至上百個(gè)以上，而且各光譜通道間往往是連續(xù)的。突出特點(diǎn)是每個(gè)像元均可以形成連續(xù)的光也叫分辨力或解像力，指圖像上能夠詳細(xì)區(qū)分的最小單元的尺寸或大小，或指遙感器小角度或線性距離的度量。共有三種表示法：像元、線對數(shù)和瞬時(shí)掃指遙感器所選用的波段數(shù)量的多少，各波段的波長位置及波段間隔的大小，即2個(gè)通道的中心波長、帶寬這三個(gè)因素共同確定光譜分辨率。光譜分辨率越高，專題研究的針對性越強(qiáng)，對物體的識別精度越高，遙感應(yīng)用分析的效果也就可能越好。但是，大量波段信息地物的反射、吸收、發(fā)射電磁波的強(qiáng)度是隨波長而變化的，以光譜曲線的形式來表示地物的波譜特征，簡稱地物波譜或地物光譜。地物光譜譜可以通過光譜儀、輻射計(jì)等光譜測量儀器經(jīng)實(shí)驗(yàn)室或野外測得。地物光譜特性受多種因素控制，其本身也因時(shí)因地在不斷變化，是高光譜遙感基礎(chǔ)研究和應(yīng)遙感圖像彩色合成處理時(shí)，如果參與合成的三個(gè)波段的波長與對應(yīng)的紅、綠、藍(lán)三種原色的波長不同，那么合成圖像的顏色就不可能是地面景物的真實(shí)顏色，這種合成就是遙感圖像彩色合成處理時(shí)，如果參與合成的三個(gè)波段的波長與對應(yīng)的紅、綠、藍(lán)三種原長相同，那么合成圖像的顏色即是地面景物的真實(shí)顏色，這種合成就是真彩色合通過遙感圖像所提供的各種識別目標(biāo)的特征信息進(jìn)行分析、推理和判斷，最終達(dá)到識現(xiàn)象的目的。遙感圖像解譯可以說是遙感成像過程的逆過程，即從遙感對地面實(shí)況的模擬影響中遙感信息、反演地面原型的過程。主要分為目視解譯者根據(jù)專業(yè)知識、區(qū)域知識、遙感知識及經(jīng)驗(yàn)介入到圖像分析中去，根據(jù)遙感圖4.1環(huán)境條件d）光源穩(wěn)定性（連續(xù)五分鐘水平放置的輻照表最小值讀數(shù)不小于最大值的98%，采集頻率不低于15s/次，推薦值為不小于600W/m2;最小3注：除另有規(guī)定，測試應(yīng)在上述測試條件下執(zhí)行，測試時(shí)將測試條件記錄到測試4.2無人機(jī)系統(tǒng)A）載重能力：飛行器應(yīng)保證足夠的載荷與空間以滿足安裝和操作微型高光譜成像儀。B）抗風(fēng)能力：航攝系統(tǒng)的抗風(fēng)能力應(yīng)具備5級風(fēng)力氣象條件下安全飛行的要求。4.3采集設(shè)備b）微型機(jī)載高光譜成像儀要求:1)譜段范圍宜包含400nm~900nm；2)光譜分辨率宜優(yōu)于10nm；4)數(shù)據(jù)存儲設(shè)備應(yīng)滿足至少一個(gè)架次數(shù)據(jù)存儲要求；光譜范圍：300-1700nm，至少350探測器：提供光纖光信息傳導(dǎo)器，CCD面陣傳感器，光譜精度：不劣于0.2nm信噪比：不劣于500：15.1主要流程主要流程包括拍攝參數(shù)選擇和飛行參數(shù)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)41)確保所有設(shè)備儀器完成暗場校準(zhǔn)、參考白板校準(zhǔn)；2)確保無人機(jī)起降地點(diǎn)和飛行路徑規(guī)劃正確；54）依據(jù)分區(qū)地形起伏和飛行安全條件等確定分區(qū)基準(zhǔn)面高度，具體計(jì)算公式參見在合適的地圖軟件中通過多邊形工具規(guī)劃飛行區(qū)域和采集1)照圖形重復(fù)率不低于30%（航帶旁向重疊度一般為20%~30%，具體應(yīng)根據(jù)測區(qū)地形情3)單次飛行地形高度差異不應(yīng)超過飛行高度的5%。4)航線一般沿測區(qū)長軸方向，或綜合考慮地貌條件、工作效率和具體工作需要等因素而5)位于測區(qū)邊緣的首末航線應(yīng)設(shè)計(jì)在測區(qū)邊界線上或邊界線外；6)每條航線首尾應(yīng)超出數(shù)據(jù)采集區(qū)域至少一個(gè)航線間距的長度；其中綠色矩形區(qū)域?yàn)轱w行區(qū)域，飛行區(qū)域上的紅色航線是由地面站軟件生成的，五邊形的紅61)實(shí)際作業(yè)區(qū)域?yàn)椴杉瘏^(qū)域與飛行區(qū)域重疊的區(qū)域，因此當(dāng)重疊區(qū)域不變的情況下，任意修改2)飛行區(qū)域兩頭需超出采集區(qū)域一段距離，從而保證高光譜成像儀在飛出采集區(qū)域后能夠暫停3)在陌生的地域進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時(shí)，往往無法在衛(wèi)星圖上找到自己所在的區(qū)域，可以通過手機(jī)4)為了防止野外將飛行區(qū)域和采集區(qū)域kml弄混淆，建議將采集區(qū)域畫成五邊形等容易區(qū)分的5)將飛行區(qū)域另存為.kml文件，導(dǎo)入到無人機(jī)地面站軟件中，進(jìn)行航線規(guī)劃6)將采集區(qū)域另存為.kml文件，在高光譜軟件的對應(yīng)界面中導(dǎo)入到高光譜成像儀中利用平均濾波、中值濾波、小波變換和非局部均值等對采利用大氣點(diǎn)擴(kuò)散模型、暗目標(biāo)、大氣遙感模型和統(tǒng)計(jì)方法等對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行大氣校過使用均勻光源對樣品進(jìn)行掃描，可以確定光源的均勻7a）噪聲分析：首先，需要對數(shù)據(jù)中的噪聲進(jìn)行分析。噪聲可以由多種因素引起，例如傳感器本身b）噪聲估計(jì)：根據(jù)噪聲的特點(diǎn)，可以采用不同的方法常見的估計(jì)方法包括基于激勵(lì)響應(yīng)的方法、基于鄰a）保留信號細(xì)節(jié)：降噪算法應(yīng)該能夠減少或去除噪聲，同時(shí)盡可能地保留圖像中的有用信號。重b）不引入額外的誤差：降噪過程中，應(yīng)該盡量避免引入額外的誤差或偽影。降噪算法的設(shè)計(jì)和參d）魯棒性：降噪算法應(yīng)該具有一定的魯棒性，對不同類型和程度的噪聲有一定的適應(yīng)性。它應(yīng)該尤其在實(shí)時(shí)應(yīng)用或大規(guī)模數(shù)據(jù)處理時(shí)，算法8光譜解混是一種在遙感和光譜成像領(lǐng)域常用的技術(shù)，其目的是從混合像素中分離出各種不同的地?cái)?shù)據(jù)分析和應(yīng)用。光譜解混一般包括以下幾率是由各個(gè)地物或材質(zhì)的反射率線性組合或者非線性混合而成。選擇適當(dāng)?shù)幕旌夏Ｐ蛯τ诮饣斓某晒χ陵P(guān)重要.2)獲取端元：端元是地物或材質(zhì)的純凈光譜，用于構(gòu)建混合模型。端元可3)構(gòu)建混合模型：將混合像素通過使用光譜混合模型，表示為端元的線性貨非線性組合，a）數(shù)據(jù)分類：數(shù)據(jù)分類是指將高光譜數(shù)據(jù)中的樣本分為若干個(gè)類別或標(biāo)簽，以便更好地理解數(shù)據(jù)b）數(shù)據(jù)融合：數(shù)據(jù)融合是指將多個(gè)不同的高光譜數(shù)據(jù)源，或高光譜與其他數(shù)據(jù)源整合在一起，從9行數(shù)據(jù)融合前要對各個(gè)數(shù)據(jù)源進(jìn)行質(zhì)量評估，以確定數(shù)據(jù)源的權(quán)法包括約束能量最小化、ACE、隨機(jī)森林等。基于特征級別的方法，通過提取目標(biāo)的特征，并利用特征描述符進(jìn)行目標(biāo)的匹配和檢測。常用的方法包括局部二值模征表示方法包括直方圖、向量化、基于字典學(xué)1）數(shù)據(jù)完整性：高光譜數(shù)據(jù)應(yīng)完整無缺，包括4）輻射準(zhǔn)確性：數(shù)據(jù)的輻射值應(yīng)準(zhǔn)確反映地物的真實(shí)反8）分類一致性：分類結(jié)果在不同數(shù)據(jù)源或不同分類方法下應(yīng)11）光譜分辨率：數(shù)據(jù)在光譜上的分辨率應(yīng)足3)數(shù)據(jù)采集：使用相機(jī)或光譜儀采集目標(biāo)區(qū)域的高光譜數(shù)據(jù)。由于b）光譜特征提?。簭念A(yù)處理后的數(shù)據(jù)中提取有意義的光譜特征，這些特征可以用于后續(xù)的分析和c）圖像質(zhì)量評估：通過比較圖像在不同波段上的一致性和連續(xù)性，評估圖像的質(zhì)量。常見的評估d）數(shù)據(jù)校正與配準(zhǔn)：對采集到的多個(gè)圖像進(jìn)行校正和配準(zhǔn)，以消除不同圖像之間的位置偏移和變e）可重復(fù)性驗(yàn)證：通過重復(fù)采集相同區(qū)域的數(shù)據(jù)，并對比不同時(shí)間點(diǎn)或不同設(shè)備采集的數(shù)據(jù)，評g）數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用：在完成數(shù)據(jù)可靠性驗(yàn)證和評估后，可以使用高光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的分析和在處理不同時(shí)間維度的高光譜數(shù)據(jù)時(shí)，通常需要考慮時(shí)間序列的特性和變化趨勢。針對不同時(shí)間a）數(shù)據(jù)采集：針對不同時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行高光譜數(shù)據(jù)的采集，確保數(shù)據(jù)覆蓋目標(biāo)區(qū)域在不同時(shí)間段的光c）變化檢測：通過比較不同時(shí)間點(diǎn)的數(shù)據(jù)，可以進(jìn)行變化檢測分析，找出在時(shí)間上發(fā)生的光譜特征變化。這可以通過像素級的比較或者基于特征提取的方d）時(shí)間序列分析：將不同時(shí)間點(diǎn)的高光譜數(shù)據(jù)構(gòu)建成時(shí)間序列，通過時(shí)間序列分析方法，如平滑e）特征提取與建模：針對時(shí)間序列數(shù)據(jù)，可以提取時(shí)間維度上的特征，如季節(jié)性、周期性等，并f）多時(shí)相數(shù)據(jù)融合：將不同時(shí)間點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合或疊加，增強(qiáng)數(shù)據(jù)的信息量，以便更全面地理g）數(shù)據(jù)驗(yàn)證與應(yīng)用：最后，對處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證和應(yīng)用，比如驗(yàn)證模型的預(yù)測能力、檢驗(yàn)時(shí)a）采集數(shù)據(jù)命名規(guī)范：在采集階段，為了確保數(shù)據(jù)的唯一性和識別性，需要建立一套數(shù)據(jù)命名規(guī)c）數(shù)據(jù)備份與保護(hù)：建立數(shù)據(jù)備份機(jī)制，確保數(shù)據(jù)的安全性和完整性?？梢钥紤]定期進(jìn)行數(shù)據(jù)備e）數(shù)據(jù)質(zhì)量控制：建立數(shù)據(jù)質(zhì)量控制的標(biāo)準(zhǔn)和流程，確保采集到的數(shù)據(jù)質(zhì)量合格。這可能包括數(shù)f）數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化：對數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，確保數(shù)據(jù)格式的統(tǒng)一和兼容性，以方便后續(xù)的數(shù)據(jù)處理g）數(shù)據(jù)權(quán)限管理：建立數(shù)據(jù)訪問和使用的權(quán)限管理機(jī)制，確保數(shù)據(jù)的安全性和合規(guī)性。h）數(shù)據(jù)文檔化：對數(shù)據(jù)的處理過程、分析方法、結(jié)果及應(yīng)用情況進(jìn)行文檔化記錄，以方便他人理a）數(shù)據(jù)預(yù)處理：在進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮之前，通常需要對高光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理。這包括噪聲去除、輻射校正、大氣校正等處理步驟，以提高數(shù)據(jù)的質(zhì)量和可壓b）特征選擇：高光譜數(shù)據(jù)通常包含大量的波段信息，而不是所有波段都對研究目的有重要意義。c）壓縮算法選擇：根據(jù)數(shù)據(jù)的特點(diǎn)和應(yīng)用需求，選擇合適的壓縮算法。常見的高光譜數(shù)據(jù)壓縮算法包括無損壓縮算法（如Huffman編碼、Lempel-Ziv-Welch編碼）和有損壓縮算法（如基于小波變換的通常會將壓縮后的數(shù)據(jù)保存為壓縮文件或流形式，以便后續(xù)的存儲、傳輸和f）壓縮效果評估：對壓縮后的數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量評估，以確保壓縮后數(shù)據(jù)的質(zhì)量滿足應(yīng)用需求。這可b）選擇儲存介質(zhì)：根據(jù)數(shù)據(jù)量和訪問需求，選擇合適的儲存介質(zhì)。對于較小規(guī)模的數(shù)據(jù)集，可以c）制定儲存結(jié)構(gòu)：建立合理的儲存結(jié)構(gòu)和目錄組織，以便對數(shù)據(jù)進(jìn)行分類、歸檔和檢索?？梢园磂）數(shù)據(jù)安全控制：對儲存的數(shù)據(jù)實(shí)施訪問權(quán)限控制和加密保這包括對數(shù)據(jù)進(jìn)行加密存儲、訪問權(quán)限設(shè)置、訪問日志記錄g）考慮長期存儲需求：對于需要長期保存的數(shù)據(jù)，需要考慮數(shù)據(jù)格式的穩(wěn)定性、介質(zhì)的持久性等h）數(shù)據(jù)文檔化：對數(shù)據(jù)的存儲位置、訪問方法、使用規(guī)范等進(jìn)行文檔化記錄，以便他人理解和利A.2航高H——攝影航高，單位為米（mf——鏡頭焦距，單位為毫米（mma——像元尺寸，單位為毫米（mm）；A.3航線間隔dYDYYdY——