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金沙棋牌中心高光谱相机可以瞬间捕捉到大量数据!_勇士17分逆转开拓者

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在莱斯大学TuLIPSS光谱仪中,一束束的光纤霎时将空间和光谱数据传送到探测器上。然后,这些数据能够被处置为快速的环境或生物阐发。从太空拍摄的尺度快照其实不能完全展示地球的壮美,有这么多东西要看。为了提醒肉眼无法不雅察到的细节,莱斯大学工程师们正在研造一种便携式光谱仪,这种光谱仪能够安拆在一颗小卫星上,能够用飞机或无人机飞翔,以至有一天能够拿在手里。

莱斯大学布朗工程学院和威斯天然科学学院的生物工程师托马兹·特卡奇克和同事发表了美国国家航空航天局赞助项目的第一个成果。该项目旨在开发一种具有差别寻常通用性的小型精细光谱仪,其研究发表在《光学快报》上。分光计是一种仪器,它从物体或场景中搜集光线,别离颜色并对其停止量化,以确定其所见物量的化学成分或其他特征。Rice设备被称为可调谐光波导图像处置快照光谱仪(TuLIPSS),它将使研究人员可以立即捕捉可见光和近红外光谱中的数据。

而不像目前系统那样逐行扫描场景,然后再从头组拆。TuLIPSS生成的高光谱图像中的每个像素都包罗光谱或空间信息。在这种情况下,“像素”是数千根光纤,它们是一种柔性光波导,将图像组件传输到检测器。因为他们能够从头定位光纤,研究人员能够定造发送到探测器的图像和光谱数据的平衡。例如,这种安装能够通过调整来丈量树木的化学成分,看看它是安康的还是患病的。它能够对细胞、一片叶子、一个社区、一个农场或一个星球做同样的事情。

在持续捕获形式下,类似于相机的马达驱动,它能够显示一个固定场景中光谱“指纹”如何随时间变革,或者实时捕获闪电的光谱特征。TuLIPSS是无独有偶的,因为它像任何相机一样工做,霎时捕获所有高光谱数据——研究人员称之为数据立方体。这意味着飞机或轨道卫星能够快速拍摄空中图像,以制止运动模糊形成数据失真。机载处置将过滤数据,并只发送回地球所需的,节省时间和资源。在飓风哈维这样的事件中,这将是一个有趣的东西。当发作洪水和潜在的污染时

一种可以飞越水库上空的设备能够告诉人们水能否能够宁静饮用。这将比把人送到一个可能很难抵达的网站更有效。在普通相机中,镜头将入射光聚焦到传感器芯片上,并将数据转换成图像。在郁金香中,镜头将光线聚焦到一个中间环节:一束光纤。在目前的原型中,这些光纤搜集了超越30000个空间样本和450到750纳米范畴内的61个光谱通道(素质上是数十万个数据点),通过棱镜将这些数据分割成各自的成分带,并传递给探测器。然后探测器将这些数据点输入软件,软件将这些数据点从头组合成所需的图像或光谱。

  • 用TuLIPSS光谱仪拍摄的莱斯大学校园场景提供了光谱特征,能够用于多种目的,该系统允许立即搜集数据停止环境或生物阐发。图片:Modern Optical Instrumentation and Bio-Imaging Laboratory/Rice University

光纤阵列在输入端被严密地压缩,并在输出端从头布列成单独可寻址的行,它们之间有间隙,以制止堆叠。行间距允许研究人员为特定的应用调整空间和光谱采样。第一做者王叶(音译)本年在莱斯大学获得了博士学位,她和同事们费尽心血地造做了这个模型,手工组拆和定位纤维束。他们用水稻内部和四周的场景来测试它,重建建筑物的图像来微调郁金香,并拍摄校园树木的光谱图像来“检测”物种。还胜利天时用光谱数据阐发了各种植物的安康情况。

休斯顿挪动交通的持续捕获图像显示,该系统可以看到哪些频谱在随时间变革(好比挪动的车辆和不竭变革的交通灯),哪些是不变的(其他一切)。该尝试是一个有用的概念证明,以显示如何能谱仪过滤运动模糊在动态情况下。研究陈述的撰写者之一、莱斯太空研究所所长、物理学和天文学传授大卫·亚历山大说:研究人员已经开端与休斯顿市和莱斯的金德城市研究所讨论在该市的航空研究中测试机器的问题。既然我们无论如何都需要测试,想做一些有用的事情。

一张城市的高光谱地图能够提醒城市景不雅的变革,将建筑与公园或花粉来源区分隔来。理论上,在城市上空的定期航班将允许我们绘造出不竭变革的情况,并确定需要存眷的地域。将来版本将有助于农业和大气阐发,藻类繁衍和其他环境条件下的快速数据采集。真正的挑战是决定首先存眷什么,最末,想要获得足够的胜利,下一阶段的研发工做将鞭策更接近于在太空中飞翔中使用。

博科园|研究/来自:莱斯大学

参考期刊《Optics Express》

DOI: 10.1364/OE.27.015701

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