Applications typiques

Avantages techniques

● Technologie de détecteur avancée : Le spectromètre intègre un détecteur CMOS de 1024 pixels pour les régions visible et proche infrarouge, et un détecteur InGaAs de 256 pixels pour les mesures infrarouges à ondes courtes. ● Numérisation de réseau holographique fixe : assure la stabilité et la cohérence des mesures spectrales. ● Large plage de longueurs d'onde : 300-1700nm, offrant une précision et une résolution élevées.

● Haute résolution spectrale : ≤ 3nm @ 300-1100nm et ≤ 6nm @ 900-1700nm.

● Temps d'intégration court : Temps d'intégration minimum de 30 microsecondes, s'adaptant à une large plage dynamique.

● Écran tactile haute définition : écran tactile HD de 4,3 pouces.

● Affichage de l'indice de végétation en temps réel : prend en charge plusieurs indices de végétation tels que NDVI, DVI, EVI, CARI, PRI, RDVI, RVI, SAVI, SIPI, TVI, WI, VARI _ 700 et VARI _ green.

Logiciel SpecAnalysis : pour le post-traitement et l'analyse des données spectrales, compatible avec le format ENVI, intégré à la base de données USGS et à 41 indices de végétation.

● Portable et léger : pèse moins de 2 kg, avec un fonctionnement flexible et une autonomie de batterie ≥ 5 heures.

Principaux indicateurs techniques

Accessoires optiques

Application dans l'agriculture et la sylviculture

La végétation est un domaine d'application important dans le domaine de l'optoélectronique, en particulier dans la télédétection. L'utilisation de la télédétection dans l'analyse de la végétation tourne principalement autour de la détermination de la distribution, de la classification et des modèles de croissance de la végétation. Différentes espèces végétales présentent des signatures spectrales distinctives en raison des variations de leur composition structurelle et de leur teneur en chlorophylle, avec des écarts notables observés dans la gamme spectrale proche infrarouge. Les techniques d'imagerie spectrale peuvent discerner efficacement entre les différents types de végétation, tels que les arbres à feuilles caduques et à feuilles persistantes, en capitalisant sur les différences phénologiques au cours des différentes saisons. De plus, les altérations de la structure de la végétation et de la teneur en chlorophylle résultant de facteurs tels que les maladies et les infestations de ravageurs se manifestent de manière visible dans la dynamique de la végétation, les influences saisonnière et la tanique.

Les principales caractéristiques spectrales de la végétation peuvent être résumées comme suit dans le domaine de l'optoélectronique : dans la plage de lumière visible de 0,4 à 0,76 μm, un pic de réflexion distinct est observé, généralement avec une réflectance allant de 10 % à 20 %, centrée autour de 0,55 μm (vert). De plus, il y a deux bandes d'absorption flanquant ce pic à environ 0,45 μm (bleu) et 0,67 μm (rouge). En passant dans la plage proche infrarouge de 0,7 à 0,8 μm, une augmentation significative de la réflectance se produit, caractérisée par une pente abrupte. Près de 1,1 μm, un autre pic notable est observé, représentant une caractéristique spectrale unique spécifique à la végétation. La transition vers la plage infrarouge moyen de 1,3 à 2,5 μm, la présence de teneur en eau dans les plantes devient un facteur d'absorption et une diminution substantielle. Trois vallées d'absorption distinctes sont évidentes près de 1,4 μm, 1,9 μm et 2,6 à 2,7 μm, principalement régies par les propriétés d'absorption de l'eau dans la structure cellulaire des feuilles. Les facteurs influençant ce phénomène d'absorption englobent l'épaisseur des feuilles et la teneur en eau.

Application en environnement écologique

La télédétection des sols, dans le domaine de l'optoélectronique, se concentre sur l'utilisation des caractéristiques spectrales du sol pour identifier et classer différents types de sol, analyser les modèles de distribution spatiale du sol et fournir une base scientifique pour le développement, l'utilisation, la gestion et la conservation rationnels des ressources du sol. En empêchant la dégradation de la qualité du sol et la réduction de la quantité, elle vise à améliorer les conditions du sol et à faciliter l'utilisation durable des ressources du sol, en favorisant les progrès de la science de la télédétection des sols.

Dans des conditions naturelles, le spectre de réflectance de la surface du sol présente un profil relativement lisse sans pics ou vallées proéminents. En général, les sols avec des particules plus fines ont tendance à avoir des valeurs de réflectance plus élevées. La réflectance du sol est influencée par des facteurs tels que la teneur en matière organique, la teneur en humidité, la composition du sol et la fertilité. Cependant, en raison de la courbe spectrale lisse, la différenciation de la luminosité du sol sur les images de télédétection à travers diverses bandes spectrales peut ne pas être facilement apparente.

De multiples facteurs contribuent aux variations des caractéristiques spectrales du sol, y compris les minéraux primaires, les minéraux secondaires, la teneur en humidité du sol, la teneur en matière organique, la texture du sol et la taille des particules. Les principales caractéristiques spectrales du sol sont les suivantes : À l'état naturel, la courbe de réflectance de la surface du sol manque de pics et de vallées d'absorption distincts, semblant relativement lisses. Dans des conditions sèches, les propriétés spectrales du sol sont principalement liées à la présence de minéraux primaires, de minéraux secondaires et de matière organique.

À mesure que la teneur en humidité du sol augmente, la réflectance du sol diminue, en particulier au voisinage des bandes d'absorption d'eau (environ 1,4 μm, 1,9 μm et 2,7 μm), où la diminution est particulièrement prononcée. Les minéraux du sol, y compris le quartz, le mica, le feldspath, les oxydes, entre autres, contribuent à la différenciation des caractéristiques du sol grâce à l'analyse des teneurs en minéraux correspondantes. De plus, la taille et la proportion des particules du sol servent d'indicateurs de la taille des particules et de la capacité de rétention d'eau.

Application dans l'exploration minérale

Les roches de surface sont généralement classées en trois grandes catégories : les roches sédimentaires, les roches volcaniques et les roches métamorphiques. Les spectres de réflectance de plusieurs roches sont illustrés dans la figure ci-dessous. La nature spectrale de la roche de surface est essentiellement un spectre mixte de minéraux, et ses caractéristiques spectrales sont influencées par des facteurs tels que la composition, la structure, la texture et l'état de surface. Par conséquent, l'identification des minéraux à travers les spectres de réflectance des minéraux de surface peut atteindre l'objectif de déterminer le type de roche.

Le spectre de réflectance des roches est principalement déterminé par la composition minérale, la teneur et la structure du matériau. Des pics d'absorption importants sont couramment observés dans les roches de surface, y compris les minéraux hydroxyles (2.10-2, 40 μm), les minéraux d'eau cristalline (1,40 μm, 2,40 μm), les minéraux carbonatés (1,90 μm, 2,35 μm, 2,5 μm) et les minéraux de fer (0,5 μm, 1,1 μm), entre autres. Par exemple, les caractéristiques spectrales des roches dans la plage de longueurs d'onde de 3 à 5 μm sont déterminées par les modes vibrationnels des liaisons moléculaires telles que l'oxygène-silicium et l'oxygène-aluminium. Outre la composition des matériaux, les conditions environnementales, les caractéristiques de surface des roches et des minéraux et l'altération physique peuvent également provoquer des variations dans les spectres de réflectance, les largeurs et les largeurs d'absorption.

Les instruments spectraux utilisés pour la télédétection nécessitent une faible énergie et fournissent une analyse rapide en quelques secondes. Ils ne nécessitent aucun réactif chimique et ne nuisent pas à la santé humaine. En acquérant des données de réflectance spectrale, ils peuvent être utilisés pour l'étude des matériaux de pierres précieuses. La haute résolution spectrale peut révéler avec précision les informations sur les fréquences harmoniques et combinées des vibrations moléculaires dans les pierres précieuses, permettant l'analyse d'informations structurelles complexes liées aux interactions des liaisons chimiques. Par conséquent, la haute résolution spectrale a un potentiel important dans l'analyse des pierres précieuses.

Application en océanographie environnementale aquatique

La télédétection océanique a une large zone de couverture et offre les avantages de la simultanéité, permettant des observations continues, à long terme et rapides de l'océan. Elle fournit une représentation complète des caractéristiques océaniques, y compris la température de surface de la mer, les courants océaniques, la distribution de l'eau, les vagues, les panaches de sédiments côtiers, ainsi que des phénomènes tels que les marées rouges et les déversements d'hydrocarbures. La télédétection océanique est principalement appliquée à l'étude et à la surveillance de la circulation océanique à grande échelle, des champs d'écoulement de surface littoraux, de la qualité de l'eau du port, de la concentration de chlorophylle en surface marine et d'autres aspects liés à l'océanographie, à la météorologie, à la biologie, à la physique, à la dynamique marine, à la pollution marine et à l'ingénierie littorale.

La télédétection océanique peut être classée en trois modalités : la télédétection spatiale, la télédétection aéroportée et la télédétection au sol. Les méthodes de télédétection peuvent être divisées en deux types : la télédétection active, où des ondes électromagnétiques sont émises par des capteurs vers la surface de l'océan et les signaux de retour sont utilisés pour extraire des informations ou des images océaniques ; et la télédétection passive, où les capteurs ne reçoivent que le rayonnement thermique ou le rayonnement solaire et céleste dispersé de la surface de l'océan pour récupérer des informations ou des images océaniques.

La chlorophylle-a et les matières en suspension totales sont deux substances importantes qui influencent la couleur de l'eau de mer et reflètent les changements dans la qualité de l'eau de mer, ce qui en fait des indicateurs cruciaux pour la surveillance de l'environnement marin. La réflectance de l'eau est généralement faible, généralement inférieure à 10 %, bien inférieure à celle de la plupart des autres objets terrestres. L'eau présente une forte réflectance dans le spectre bleu-vert, alors qu'elle absorbe fortement dans d'autres spectres de lumière visible. Le spectre de réflectance de l'eau pure montre un pic dans la région bleue, qui diminue progressivement avec l'augmentation de la longueur d'onde. Dans la région proche infrarouge, la réflectance de l'eau est proche de zéro. Cependant, en présence de chlorophylle, le spectre de réflectance de l'eau claire présente un pic dans le spectre vert, et la concentration de chlorophylle peut être utilisée pour surveiller cette caractéristique. Inversement, l'eau trouble et l'eau chargée de sédiments ont une réflectance plus élevée que l'eau pure, avec des pics de réflectance apparaissant dans la région jaune-rouge.