[发明专利]一种多光谱信息融合的空天地环境监测装置及方法

权利要求书

1.一种多光谱信息融合的空天地环境监测装置及方法，其特征在于：包括无人机、检测机箱，所述机箱包括大气环境光谱检测模块、多光谱检测模块、视觉检测模块、GPS定位模块以及实时图传模块，基于多光谱信息融合实现空天地一体化环境污染监测，对大气环境进行实时检测、溯源；

所述大气环境光谱检测模块包括有：

车载电源(9)：用于为大气环境光谱检测模块供电；

小型脉冲激光器(10)：用于诱导大气污染颗粒等离子体；

小型光谱信息处理终端(11)：用于处理光谱数据；

微型单通道光谱仪(12)：用于等离子体光信号分光及光电转换；

微型单通道光谱仪(13)：用于等离子体光信号分光及光电转换；

所述多光谱检测模块包括有：

六通道多光谱相机(3)：地面表型成像研究；

电动旋转云台(5)：用于控制六通道多光谱相机(3)拍摄角度；

底座(6)：用于固定六通道多光谱相机(3)及电动旋转云台(5)；

所述视觉检测模块包括有：

可见光相机(7)：用于实时监测空天地环境；

热成像相机(8)：用于监测空天地一体化环境温度情况；

小型云台(17)：用于控制可见光相机(7)拍摄角度；

小型云台(18)：用于控制热成像相机(8)拍摄角度。

2.根据权利要求1所述的一种多光谱信息融合的空天地环境监测装置及方法，其特征在于：还包括GPS/无线图传天线(1)、无人机主机(2)、固定支架(4)、光纤探测器(14)、直角棱镜(15)、聚焦透镜(16)。

3.根据权利要求1所述的一种多光谱信息融合的空天地环境监测装置及方法，其特征在于：所述无人机脚架处通过固定支架(4)将机箱固定于无人机下方。

4.根据权利要求1所述的一种多光谱信息融合的空天地环境监测装置及方法，其特征在于：所述机箱内的大气环境光谱检测模块，车载电源(9)为小型脉冲激光器(10)、小型光谱信息处理终端(11)、微型单通道光谱仪(12)、微型单通道光谱仪(13)提供电力续航；小型光谱信息处理终端(11)通过USB连接微型单通道光谱仪(12)、微型单通道光谱仪(13)；光纤探测器(14)前端带有小型聚焦透镜用于汇聚光信号。

5.根据权利要求1所述的一种多光谱信息融合的空天地环境监测装置及方法，其特征在于：所述小型脉冲激光器(10)发射脉冲激光，经由聚焦透镜(16)辐射至检测点，等离子体光信号通过聚焦透镜(16)聚焦至直角棱镜(15)，通过直角棱镜(15)反射光信号至光纤探测器(14)，经由光纤探测器(14)将光信号传输至微型单通道光谱仪(12)、微型单通道光谱仪(13)进行分光、光电转换，光电转换后将光谱信息通过USB传输至小型光谱信息处理终端(11)。

6.根据权利要求1所述的一种多光谱信息融合的空天地环境监测装置及方法，其特征在于：所述微型单通道光谱仪(12)检测波长范围：200-650nm；所述微型单通道光谱仪(13)检测波长范围：500-1050nm。

7.根据权利要求1所述的一种多光谱信息融合的空天地环境监测装置及方法，其特征在于：所述视觉检测模块位于机箱底部，小型云台(17)、小型云台(18)安装于机箱底部左右两侧。

8.根据权利要求1-7任一项所述的一种多光谱信息融合的空天地环境监测装置及方法，其特征在于：所述方法如下：

步骤一：无人机放置于起飞点，检测校正各监测模块后起飞；

步骤二：根据规划路线开始定点巡航；

步骤三：无人机在规划路线内实时开启大气环境光谱检测模块对大气中颗粒物进行检测，并通过无标分析法计算颗粒物含量，同时开启多光谱检测模块采集地面表型信息；

步骤四：通过大气中颗粒物相对含量与多光谱相机采集的地面表型信息结合建立大气污染传播图，根据污染相对含量多少以及地面表型信息结合对污染物溯源；

步骤五：自动返航至起飞点回收。