-
Электронная почта
lina-he@zolix.com.cn
-
Телефон
13810146393
-
Адрес
улица Фэйхун, проспект Наньху, район Лянси, город Уси, провинция Цзянсу
Цзянсу Шуаньлихэ спектроскопия
lina-he@zolix.com.cn
13810146393
улица Фэйхун, проспект Наньху, район Лянси, город Уси, провинция Цзянсу
Флуоресцентное изображение хлорофилла
Введение в систему спектрометра флуоресцентных изображений хлорофилла
Основные принципы:
Fluorescence (SIF, Solar - Induced Chlorophyll Fluorescence, SIF): спектральные линии солнечного излучения проходят через поглощение компонентов солнечной и земной атмосферы и достигают датчиков с долинами поглощения различной ширины (0,1 нм - 10 нм) и глубины, называемыми линиями Фраунгофера (Fraunhofer Lines). В качестве сигнала, излучаемого поверхностью, SIF накладывается на отраженную информацию, изменяя глубину темной линии Фраунгофера, используя эффект заполнения SIF « скважиной» темной линии Фраунгофера, инверсия дистанционного зондирования SIF может быть достигнута путем сравнения глубины исходной темной линии и глубины темной линии, заполненной SIF. Поскольку инверсия SIF использует, по крайней мере, одну темную линию Фраунгофера и для любой темной линии, чем выше спектральное разрешение датчика, тем глубже наблюдаемая глубина исходной темной линии, тем более очевидным является эффект заполнения SIF на темную линию, тем сильнее пружинность инверсии SIF. Таким образом, инверсия дистанционного зондирования SIF должна быть реализована в условиях гиперспектрального разрешения, и основной вопрос заключается в том, как точно получить исходные темные линии, не заполненные флуоресценцией, и темные линии, заполненные флуоресценцией.
Солнечная индуцированная флуоресценция хлорофилла SIF (Sun / Solar - induced Chlorophyll Fluorescence) - это спектральный сигнал (650 - 800 нм), излучаемый растениями из центра фотосинтеза в условиях солнечного света, с двумя волнами: красным светом (около 690 нм) и ближней инфракрасной (около 740 нм), которые напрямую отражают динамические изменения фактического фотосинтеза растений.
Дистанционное зондирование SIF представляет собой быстро развивающуюся в последние годы технологию дистанционного зондирования растительного покрова, которая может восполнить существующие недостатки в области дистанционного зондирования растительного покрова и предложить новые идеи и технологии для углеродного цикла и мониторинга растительного покрова в наземных экосистемах.
Дистанционное зондирование растительного покрова, представленное индексом растительного покрова, основанным на наблюдениях « зеленого» уровня (например, NDVI), значительно способствовало пониманию и пониманию биосферы Земли на макроуровне в течение последних 30 лет, но оно может обнаруживать « потенциальный фотосинтез » растений только по « зеленому» уровню.
Флуоресценция хлорофилла имеет уникальные * технические преимущества в физиологическом обнаружении фотосинтеза растительности и является прямым методом обнаружения « фактического фотосинтеза». Можно сказать что флуоресцентное дистанционное зондирование растительного покрова с использованием хлорофилла представляет собой прорыв в области дистанционного зондирования растительного покрова за последние 10 лет *. Благодаря исследованиям и технологиям, за последние 10 лет SIF - дистанционное зондирование значительно улучшилось. SIF является типичным представителем флуоресценции хлорофилла под светом, который инвертирует интенсивность флуоресценции хлорофилла, испускаемой растительностью, путем измерения яркости восходящего излучения для заполнения темной линии Fraunhofer в нисходящем солнечном спектре и обычно получает следующую спектральную кривую.

Рисунок 1 Интенсивность флуоресценции хлорофилла, испускаемого инверсионной растительностью
Флуоресцентное изображение хлорофиллаТехнические показатели:
•Спектральный диапазон изображения: 670 - 780 нм (650 - 800 нм)
•Датчик изображения: SCMOS (охлаждение / без охлаждения)
•Спектральное разрешение: 0,3 ~ 0,4 нм
•Спектральный интервал отбора проб: 0,1 нм
•Количество спектральных диапазонов: 100 - 1000 диапазонов
•SNR: лучше 1000: 1 (пиковое отношение сигнала / шума)
•Ширина входящей щели: 30 мкм
•Фотообъектив: 25 - мм объектив с фиксированным фокусом
•Разрешение космических изображений: ≥1200 * 1000
•Кадровая частота: 1fps ~ 100fps
•Интерфейс: USB3.0
•Вес: < 2,27 кг;
Основные функции:
•Динамическая экспозиция, автофокусировка, автоматическое согласование скоростей сканирования
•Шаттер затвор
•Калибровка излучения, однородности, объектива, отражательной способности
•Сбор солнечного света в реальном времени (косинусный корректор)
•встроенный аккумулятор
•Встроенное изображение
•Дополнительный видеоконтроль
•Инфракрасное тепловидение
•Обратный вывод в реальном времени


Рисунок 2 Аппаратные и программные интерфейсы системы
Анализ обработки данных:
•Хранение и вывод данных отраженного спектра
•Кубическая карта гиперспектральных данных
•Сбор / коррекция солнечного спектра в реальном масштабе времени
•Индекс растительного покрова: нормализованный индекс N DV I, индекс соотношения SR, улучшенный индекс абсорбции хлорофилла MCARI, улучшенный индекс абсорбции хлорофилла 1MCARI1, * оптимизированный индекс растительного покрова OSAVI и т. Д. Также поддерживаются формулы для расчета диапазона.
Обратная модель:

Технические характеристики:
Функция параллельного сбора в реальном времени информации об интенсивности эталонного источника
В трещине падения спектрометра изображений SIF спроектирована структура, специально предназначенная для сбора информации об интенсивности эталонного источника света в реальном времени для оптического волокна. Модуль коррекции косинуса выравнивает собранный свет со всех сторон, а затем передается через оптическое волокно на переднюю часть трещины падения, чтобы гарантировать, что при сканировании изображения каждая частота кадра записывает свою независимую и синхронизированную информацию об эталонном источнике света. Избегайте ошибок калибровки, вызванных изменением интенсивности света, обеспечивайте относительную независимость калибровки и поддерживайте количественные исследования.

Рисунок 3 Сбор волоконно - оптической силы в реальном времени
Настройка настроек диапазона и интервалов отбора проб
В программном интерфейсе можно настроить параметры для пользовательского спектрального начального диапазона, конечного диапазона и интервалов; Кроме того, он поддерживает несколько подобных операций, устанавливает точность разделения интересующей области и спектра, уменьшает количество диапазонов неинтересных областей, тем самым увеличивая извлечение эффективных сигналов и уменьшая количество избыточных данных, повышая эффективность сбора и обеспечивая точность данных.

Рисунок 4 Настройка интерфейса
Функция коррекции данных
Функция коррекции альбедо:
•Использование стандартной доски, серой ткани и т. Д. В качестве эталонной доски для калибровки отражательной способности собранных исходных данных DN;
•калибровка отражательной способности с использованием данных интенсивности света, темного фона и других данных, собранных в режиме реального времени модулем коррекции косинуса;
Функция радиационной коррекции:
•Калибровка относительной радиации;
•Абсолютная калибровка излучения;

Обработка коррекции света (интенсивности света) в условиях реального времени
Как правило, система визуализации SIF собирает данные при очень хорошем освещении, в то время как случайные облака и т. Д. приводят к непоследовательности в съемке целевой области и систематическом сборе света. Информация о эталонном источнике света, соответствующая каждой частоте кадров, собранной в реальном времени, может быть использована для коррекции силы света и алгоритмической обработки целевого изображения.
* Красная область - область изображения эталонного источника света, регистрируемая датчиками интенсивности света (занимает несколько пикселей);
* Желтая зона является целевой областью, требующей калибровки;
* Уникальные * функции анализа данных программного обеспечения;

Рисунок 5 Обработка данных с коррекцией реального времени
Обратная функция в реальном времени
Во - первых, исходные данные значений DN должны быть скорректированы в режиме реального времени, системное программное обеспечение имеет папку, в которой хранятся соответствующие белые кадры и темные фоновые данные, после выполнения сбора будет автоматически проведена калибровка отражения; Во - вторых, в сочетании с выбранной математической моделью можно вывести результаты инверсии соответствующих показателей модели.


Рисунок 6 Обращение в реальном времени
2. Измеренное применение:
Измеренные данные и результаты инверсии.

Рисунок 7 Измеренные изображения и спектры

Рисунок 8