在军事侦察与环境监测中,绿色伪装涂料因与植被光谱相似而难以被传统光学手段识别。刘志明等人撰写的《 高光谱探测绿色涂料伪装的光谱成像研究》(2009)通过分析绿色伪装涂料与植被(尤其是被子植物叶片)的反射光谱差异,提出了一种基于高光谱成像的可靠探测方法,为星载/机载遥感识别伪装目标提供了新思路。
核心研究成果
关键光谱特征发现
1、近红外高原异常波动:
植被叶片在780–1300 nm波段呈现稳定的高反射率(40–60%,称“近红外高原”),而绿色涂料因缺乏植物组织结构,其反射率存在显著波动性。
2、一阶微分谱增强差异:
对光谱进行一阶微分处理后,涂料在近红外波段的波动性进一步放大,植被则因海绵组织散射保持稳定,差异识别率显著提升。
光谱成像创新方法
1、波段压缩与伪彩色成像:
将780–1300 nm波段反射光谱压缩至可见光范围(380–780 nm),通过计算色差(ΔE)生成伪彩色图像。植被呈均匀灰色,涂料则因光谱波动呈现蓝色(尤其一阶微分处理后呈靛蓝色)。
2、算法优化:
结合CIE Lab颜色空间转换与Savitzky-Golay平滑算法,提升成像对比度,使伪装目标可视化识别效率提高42%(色差从21.9增至31.6)。
设备推荐
综上得出的光谱特征差异波段,可用中达瑞和自主研发的SKY-W417(光谱范围:400-1700nm)机载高光谱系统,是一款专为无人机平台设计的创新型高光谱成像解决方案。该系统深度融合高精度光学设计与动态抗干扰技术,非悬停扫描,作业效率高,确保在复杂作业环境中仍能稳定获取高信噪比的高光谱数据,为科研探索、精准农业、环境监测和地质勘查等领域提供可靠支持。
应用价值
军事领域:星载遥感和低空遥感对地面涂装目标的快速甄别;
生态监测:识别人工伪装设施对自然植被的干扰。
《高光谱探测绿色涂料伪装的光谱成像研究》结论说明可见光绿色反射峰(550 nm)与近红外高原(780–1300 nm)的反射率波动性是识别绿色伪装的核心光谱特征,结合一阶微分光谱成像技术可显著提升探测精度。对“近红外高原”波段的反射光谱进行成像是高光谱探测实现伪装目标可视识别的可行方法,尤其是对反射光谱一阶微分处理后进行成像可有效识别绿色植被环境中的绿色伪装涂料。这一研究结果对星载和机载高光谱遥感识别当前所有涂有绿色伪装涂料的伪装目标具有重要价值。
参考文献:刘志明 等. 高光谱探测绿色涂料伪装的光谱成像研究[J]. 光子学报, 2009, 38(4): 885–890.