综合概述

ATH2600是奥谱天成自主研发设计的一款多光谱成像仪，系统覆盖可见光到近红外的12-14个波段光谱图像。ATH2600内置固态波段扫描机构，无需机构运转，即可完成各个波段的扫描；除此之外，ATH2600还内置锂电池、中央处理器等，还有自动对焦系统可选配，同时具有高分辨率、高清、高质量等特点。

ATH2600采用高分辨率的CCD成像器件，成像清晰、噪点少。特别适合大尺寸的平直样品扫描成像。

ATH2600轻便灵活，续航能力出色、智能化、数据分析处理功能齐全、能够实时监控、实时校准、实时输出反演结果等功能。广泛适用于户外和实验室内的应用需求。ATH2600所采集数据兼具高的光谱分辨率和空间分辨率，能够充分挖掘物质自身特有的光谱特性和空间特性，可用于实时测量植物、水体、土壤等地物的光谱信息，并获得光谱图像，通过分析光谱图像，可与植物等的理化性质建立关系，用于植物分类，植物生长状况等研究。整个系统设计紧凑，可挂载在无人机，进行航空遥感作业。

产品亮点

 内置固态推扫装置，可靠性高

 波段范围：405~850nm

 包含 12-14 个波段： 405、430、450、490、525、550、560、570、630、650、685、710、735、850nm

 光谱分辨率：15 nm

 内置大容量锂电池，可野外工作

 自动对焦系统可选

 内置高分辨率可见光相机

 可接受手机、iPad、笔记本电脑等设备的操控

 时空辐射强度校正技术，显著提高辐射标定精度

 自动积分时间推荐，根据样品反射率推荐曝光时间

应用领域

 地质与矿产资源勘察

 精准农业、农作物长势与产量评估

 森林病虫害监测与防火监测

 海岸线与海洋环境监测

 草场生产力及草场监测

 湖泊与流域环境监测

 遥感教学与科研

 气象研究

 生态环境保护及矿山环境监控

 水质检测，土壤监测

 农畜产品品质检测

 军事、国防和国土安全

 灾害防治

1. 选型指南

图 1 ATH2600-12 的波段分布

图 2 ATH2600-14 的波段分布

图 3 ATH2600-14 的波段分布

图 4 ATH2600-14 的成像波段

多光谱遥感是利用具有多个光谱通道的传感器获取同一目标不同谱段图像的遥测技术，它通过电磁光谱捕捉特定频率的图像数据，获取指定波段的地物信息。多光谱遥感传感器有多光谱相机、多光谱扫描成像仪等，不仅可以根据影像的形态和结构的差异判别地物，还可以根据光谱特性的差异来对地物进行判别 ，且其提供的遥感信息比单波段摄影更为丰富。相较于雷达和高光谱技术， 多光谱获取影像更为方便， 同时还具有低成本、多尺度、多用途以及干扰因素少等优势 。

多光谱成像技术将光谱技术和图像处理技术完美融合在一起，基于物质对不同的波长有不同反射和吸收现象的原理，利用化学计量学方法在全光谱中筛选出目标物质检测的**波长，并据此建立动态的监测模型，进而评价食品新鲜度和预测货架期技术的优势和潜力在于，它不仅可以区分差异性大的光谱，也能够分辨出信息相似的光谱，故可以用来区分物种相同、新鲜度不同的食品样品，因此在食品质量检测领域表现出较好的鉴别能力。鱼体死亡后，组织中的 ATP( 三磷酸腺)会按照 ATP-ADP( 二酸腺)-AMP(一酸腺)-MP(肌酸)-HxR(肌)-H( 次黄)的途进行降解，在此过程中 ATP 逐渐消耗,HxR 和 Hx 含量逐渐增多，鱼肉新鲜度不断降低。K 值是 ATP 降解产物(HxR 和 Hx)与 ATP 关联物(ATP、ADPAMP、IMP、HxR 和 Hx)总量的比值，是反映冷冻水产品新鲜度品质的重要指标。一般认为。鱼肉 K 值小于 20%时，是一级鲜度，可用于生食，20%~40%时为二级鲜度，可在加工、烹饪后食用；当鱼肉 K 值介于40%~60%之间时，为三级鲜度,此时濒临腐败：当 K 值大于 60%时，鱼肉即达到腐败标 12.0。我国国标中规定将高效液相色谱法作为测量鱼肉 K 值的方法。随着新兴技术的发展,利用高效、无损、实时的检测方法对鱼肉 K 值进行评价逐渐成为研究热点。Abamba 等利用 MSI 技术结合多元分析技术，使用紫外相机和普通采集相机采集图像，对 5℃以下冷藏的珠星三块鱼( Tribolodon hakonensis)的新鲜度进行实时无损检测，基于发射光谱信息、成像信息建立预测 K 值的 PLSR 模型，结果 R2为 0.94，RMSE 为 2.42%，表明荧光 MSI 技术是一种无损检测和监测鱼类新鲜度的有力工具。Cheng 等研究了多光谱成像系统(400~1000nm)测定鱼和鱼鱼片中 K 值的可行性。利用全波长建立的 PLSR 和 LSSVM 模型均表现出良好的性能，PLS 模型具有较高的预测决定系数(R2=0.936)和较低的预测均方根误差(RMSEP=5.21%)。采用连续投影算法(SPA) 选择 7 个**波长建立的简化 PLSR 和 LS-SVM 模型也表现出良好的生能。通过将 SPA-PIS 模型传递到图像的每个像素点，生成 K 值的空间分布图。目前的研究表明，多光谱成像系统（MSI）系统在鱼肉 K 值的评价方面具有一定的可行性和优越性。

图 5鱼肉新鲜程度 K 值测定

4.2 植被病虫害识别上的应用

疑似疫木早期普查方法为人工实地踏查。人们通过望远镜等工具进行疑似疫木观测，统计调查结果。随着科技的发展，航空航天遥感图像被运用于国内外森林病虫害的监测，但是高空卫星受光谱分辨率、空间分辨率和外界天气等因素影响，监测松材线虫病的效果并不理想。随着近年来无人机飞控技术和多光谱技术的发展，无人机载多光谱遥感技术的应用趋于成熟。宋勇运用无人机多光谱遥感技术对棉花黄萎病进行识别以及产量估算。褚东花等通过试验证明，利用无人机平台和双光谱相机获取遥感图像，可提高松材线虫病受害木的识别效果，具有费用低、效率高等优势。通过无人机搭载多光谱传感器监测疫区，探究不同月份疑似疫木呈现的变化趋势，同时结合人工实地踏查结果进行数据比对，为多光谱遥感技术在松材线虫病疫区疑似疫木的普查监测工作提供参考。

图 6 多光谱成像仪研究松树病虫害等级程度

4.3 水稻生长态势监测应用

无人机载相机(RGB 相机、多光谱相机、高光谱相机)自出现以来，在农业领域起到关键性作用，对于快速、无损的监测农田的生态环境，预测作物的产量，监测作物的生长态势及病害等信息有着不可取代的优势。目前无人机载多光谱技术已被广泛应用于诸多领域，如冰雪覆盖调查、土地利用监测、海洋河流的叶绿素、蓝藻、林间火灾监察、土地荒漠化监测等领域。在植被领域中，可见光波段范围植被对绿色的敏感性强于红色和蓝色；而在近红外波段，植被也同时具有很强的反射特性。

多光谱影像相较于高光谱影的优势在于能够同时满足低成本、高时效的植被分类。多光谱相机在做植被检测获得的遥感图像信息，主要采用与植被的要素或特征状态呈现出相关的几个特征光谱通道并根据植被冠层的光谱特性差异所反映出不同植被的信息。

多光谱遥感监测农作物方面前景广泛，结合作物中的植被指数对智慧农业在管理农作物中起着至关重要的作用，它既可以提供作物生长中相关参数的信息，还可以评估各种管理策略，所以利用植被指数对揭示隐含信息是有必要的，例如氮、磷、钾等元素的缺乏会导致小麦的叶绿素含量降低。

图 7 多光谱成像仪水稻冠层结构的光谱采集

图 8 多光谱成像仪搭载在飞机上

图 9 多光谱成像仪水稻叶面积指数监测

4.4 森林防火预防应用

传统人工调查方法需依赖很多人力物力条件，特别是在南方集体林区开展火场调查，劳动强度非常大，在一些地形复杂的山区开展现场调查还具备一定危险性。传统调查方式普遍存在成本高、难度大、安全性不佳等问题，且人工调查获取数据的效率较低、数据可靠性存疑，直接影响森林火灾灾后评估精度。而多光谱传感器，能在短时间内获取较大范围森林火灾的信息，达到高效率、低风险，直观可靠的要求，因此被广泛应用于森林防火中。

图 10多光谱在森林防火的应用

图 11 多光谱森林火烧迹地图像

图 12 多光谱森林火烧迹地标识

4.5 医用显微成像光谱应用

应用目标：肿瘤手术术中在线检测及导航定位

图 13 医用显微成像光谱仪光路示意图

图 13 中所示是医用显微成像光谱仪的原理示意图，手术台上的待测目标经物镜、显微透镜组后分为三路，一路供主刀医生目视观测，一路供助手辅助目视观测，一路由成像光谱仪探测接收，成像光谱仪由电机带动对待测目标进行空间维扫描，得到待测目标的成像光谱信息，再经数据分析图像处理后，通过显示器显示给医生。

目前在病理研究中, 多光谱技术最常应用于肿瘤检测。 Wu 发展了两种近红外激活的光声探针(C1X-OR1和 C2X-OR2 )，并采用 MSOT 进行疾病诊断和定位病灶, 其中 C1X-OR1 用于定位小鼠肝损伤位点，C2X-OR2用于定位转移性肿瘤。 Jo 发展了一种肿瘤靶向 pH 传感的纳米探针, 结合 MSOT 成像技术，能够同时测量肿瘤微环境 pH 值以及血液动力学特性。 而 Habibalahi 利用多光谱自发荧光成像并结合机器学习方法, 能够在无标记的条件下识别良性组织与肿瘤组织并进行边界检测。

图 14 医用显微成像光谱仪实物图

图 18 医用显微成像光谱仪数据