高光谱成图 | 利用OptStudio输出大尺度高光谱图像数据

| 高光谱成图需求

随着高光谱行业应用的不断深入，用户对大面积高光谱图像的空间精度要求越来越高。如何结合无人机航测技术，采集并生成测绘级的高光谱图像数据，是目前行业的一个普遍需求。

目前市面上的高光谱方案大多停留于单独高光谱相机，或简单的数据拼接，并未针对高光谱的成像特性进行成图融合。光寻智能图谱管家 OptStudio 推出高精度成图模块，可以辅助用户形成测绘级的高光谱数据。

| 方案配置

本次项目，采用大疆 M300 RTK 无人机搭载光寻 HSG-1P 高光谱相机，采集过程中启用网络 RTK定位。布设 20 个地面像控点，分别用于纠偏和检验，像控点定位采用云帆B2基站。同时，使用大疆 Phantom 4 RTK 无人机同步拍摄可见光图像作为辅助验证。数据处理采用光寻一站式后处理软件-图谱管家 OptStudio。

巡谱 HSG-1P 是光寻智能 2023 年新推出的旗舰产品，具备 3400 空间分辨率和 880 光谱分辨率，等效 0.7nm 的光谱采集带宽，整机实测 FWHM 可达 2.8 nm。HSG-1P 兼容大疆行业无人机，可以同步保存高精度的 RTK 数据。

大疆无人机挂载HSG-1P高光谱相机

| 像控点布设

首先进行地面像控点的布设。测区总体面积为 62124 平方米。平均布设了 20 个地面像控点，其中 10 个用于纠偏，其余 10 个用于精度检验。布设后的每个点用移动站打点，获得 WGS84坐标。

大疆无人机挂载HSG-1P高光谱相机

| 高光谱数据采集

通过大疆遥控器 Pilot 2 软件对测区航线进行规划，规划航线 13 条，飞行高度 100 m，飞行速度 3.9 m/s。总航线长度 4038 米，总任务时间 17 分 14 秒。

图谱管家查看无人机飞行航线

设置高光谱参数。曝光时间 10 毫秒，帧率 70，机载压缩设置为 4x4。其他参数按照默认参数，完成后无人机起飞执行航线，同步启动 HSG-1P 数据采集。

现场设置高光谱参数

| 数据后处理

首先需要拼接航带数据。HSG-1P 无人机高光谱仪自带可插拔 NVME SSD。内业处理时，直接将SSD数据导入本地电脑处理。利用图谱管家 OptStudio，可快速完成航带数据的拼接。

航带拼接数据处理

航带拼接完成后，执行图谱管家的多航带融合和像控点矫正模块，进行相控点纠偏成图。按照空间分布，均匀选择 10 个像控点输入高精度成图模块，用于高光谱数据地理坐标的矫正。经过大约 20 分钟，输出纠偏后的高光谱数据图。

像控点纠偏后高光谱数据图

| 精度检验

在最终输出的高光谱图上，将所有验证点逐个检验对比误差。

1	检验点1	0.453 m
2	检验点2	0.953 m
3	检验点3	0.044 m
4	检验点4	0.795 m
5	检验点5	0.945 m
6	检验点6	0.909 m
7	检验点7	1.171 m
8	检验点8	0.654 m
9	检验点9	0.466 m
10	检验点10	0.405 m