地物分类 | 机载高光谱助力城市规划

高光谱影像包含丰富的纹理和光谱信息，能够准确地描述地物的光谱特征。近年来，随着无人机的快速发展，机载高光谱技术在城市规划、景观设计等场景中得到越来越广泛的应用。无人机载高光谱相机可以通过无人机前进推扫采集地物图谱信息，结合智能分类算法，可以快速应用于各种地物分类应用中，具备广阔的应用前景。

| 项目背景

应客户邀请，光寻智能团队在南京进行了无人机载高光谱数据采集、数据拼接以及建模分类演示。本项目我们采用巡谱 HSG-1P 高光谱云台成像仪，搭配大疆 M350 RTK 无人机进行测区的高光谱数据采集，利用图谱管家 OptStudio 后处理软件进行测区的数据处理和建模后的训练与地物分类。

图谱管家 OptStudio 是一站式航摄高光谱处理软件，包含直接拼接、卫星拼接、连续融合、地面控制点校正、波段操作、分类、深度学习和公式拟合功能。本次项目数据后处理主要应用了卫星拼接、连续融合和分类三大功能以实现高光谱数据的拼接、融合与基于地物光谱谱线特征的地物分类。

图谱管家主界面

| 演示过程

项目的航线规划图

② 数据导入

无人机落地后，将 HSG-1P 的内置 SSD 取下后并将数据转存至电脑中进行后续处理。SSD 传输数据的速度可达 300 MB/s，本次项目 17.4G 的原始数据在 1 分钟内就完成了传输。

数据传输

③ 图谱管家数据处理

使用卫星拼接将高光谱数据通过 GNSS 信息进行拼接，得到 15 条独立的航带文件。得益于 M350的机载 RTK 信息，无人机飞行过程中的横向漂移可以在卫星拼接中得到纠正。

OptStudio 内的航线图

OptStudio 处理后的 15 条航带数据

④ 多航带融合

使用多航带之间的连续融合功能，将多航带数据融合得到整个测区的高光谱数据。图谱管家会自动提取伪彩色波段数据，展示整个测区的融合结果。

整个测区的融合结果

| 地物分类

图谱管家具备地物分类功能，包括模型的监督训练和推理。在训练阶段，我们选取了9种不同的地物，并训练模型，模型调优确认后，将模型文件保存到电脑。在推理阶段，我们导入该模型，并最终生成了高光谱全图分类结果。

左图是整个测区的融合效果图，右图是分类结果图

整个测区面积 0.23km²，采集时间 19 分钟，数据传输时间 1 分钟，整体外业 30 分钟内完成。内业处理时间全程基于图谱管家一站式实现，无需第三方软件。数据拼接用时 2 小时左右，全图监督分类耗时 30 分钟左右。

图谱管家 OptStudio 的分类功能具备建立模型、模型训练、变换视图等内置功能，可以实现建模分类的一站化处理，是行业领先的分类处理软件。客户对于光寻 HSG-1P 数据采集和 OptStudio 后处理的整体流程的高效性与分类处理的结果高度满意。

| 关于我们

OptTrace 致力于构建数字光谱地球。自2019年成立以来，在无人机载高光谱仪器、高光谱数据应用、地理信息系统及更多前沿领域不断创新，提供持续产品革新和系统解决方案，服务于农业、林草、水体环保与智慧城市等领域。光寻智能携手全球合作伙伴，让智慧光谱添彩美好生活。