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メール
lina-he@zolix.com.cn
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電話番号
13810146393
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アドレス
江蘇省無錫市梁渓区南湖大道飛宏路
江蘇双利合譜科技有限公司
概要
携帯日光誘導クロロフィル蛍光イメージング：1、極めて優れた光学性能、蛍光弱信号探査の要求を満たす、2、プッシュスキャン技術を内蔵し、システムの複雑度を下げる、3、自動露出、オートフォーカス、自動走査速度マッチングを備える、4、多元化のテスト方案―三脚の近尺度観測、屋外定点、連続観測塔基の連続観測
製品詳細
携帯型日光誘導クロロフィル蛍光イメージング
1、葉緑素蛍光イメージング分光器システムの紹介
基本原理：
日光誘起葉緑素蛍光（SIF、Solar-Induced chlorophyll Fluorescence）反転機構：太陽放射線スペクトル線は太陽大気と地球大気中の各成分の吸収を経て、センサーに到達する時に幅が異なる（0.1 nm-10 nm）、深さが異なる吸収谷が存在し、Fraunhofer Linesと呼ばれる。SIFは地表送信信号として、反射情報の上に重畳し、夫朗和費暗線の深さを変え、SIFによる夫朗和費暗線の「井戸」充填効果を利用して、原始暗線の深さとSIF充填後の暗線の深さを比較することにより、SIFのリモートセンシング反転を実現することができる。反転SIFは少なくとも1本の夫朗和費暗線を利用し、任意の暗線に対してセンサのスペクトル分解能が高くなるほど、観測された原始暗線の深さが深くなり、SIFの暗線への充填効果が顕著になるほど、SIF反転のロバスト性が強くなる。したがって、SIFのリモートセンシング反転は、蛍光充填されていない元の暗線と蛍光充填された後の暗線をどのように正確に得るかというコア問題を高スペクトル分解能条件下で実現する必要がある。
日光誘導葉緑素蛍光SIF（Sun/Solar-induced Chlorophyl Fluorescence）は、太陽光照射条件下で植物が光合成中心から放射するスペクトル信号（650-800 nm）であり、赤色光（690 nm前後）と近赤外（740 nm前後）の2つのピークを有し、植物の実際の光合成の動的変化を直接的に反映することができる。
SIFリモートセンシングは近年急速に発展してきた植生リモートセンシング技術であり、現在の植生リモートセンシング観測の不足を補うことができ、陸上生態系炭素循環と植生モニタリングなどに新しい構想と技術を提供した。
「緑度」観測に基づく植生指数（例えばNDVI）に代表される植生リモートセンシングは、過去30年で地球生物圏のマクロスケールからの理解と認識を大きく促進したが、植物の「潜在光合成」を「緑度」でしか探査できなかった。
葉緑素蛍光は植生光合成生理学的探査において独自の技術的優位性を有し、「実際の光合成」の直接探査方法である。植生葉緑素蛍光リモートセンシングはここ10年来の植生リモートセンシング分野の＊画期的な研究最前線であると言える。研究と技術の発展に伴い、SIFリモートセンシングはここ10数年来大きく進歩した。SIFは光下で葉緑素蛍光を測定する典型的な代表であり、下向き太陽スペクトルFraunhofer暗線に対する上側放射輝度の充填を測定することによって植生が発する葉緑素蛍光強度を反転させることによって、通常次のようなスペクトル曲線が得られる。
図1反転植生によるクロロフィル蛍光強度
携帯型日光誘導クロロフィル蛍光イメージング技術指標：
•イメージングスペクトル範囲：670-780 nm（650-800 nm）
•イメージセンサ：SCMOS（冷房/非冷房）
•スペクトル分解能：0.3 ~ 0.4 nm
•スペクトルサンプリング間隔：0.1 nm
•スペクトル帯域数：100 ~ 1000帯域
•SNR：1000：1より優れている（ピーク信号対雑音比）
•入射スリット幅：30μm
•結像レンズ：25 mm定焦点レンズ
•空間画像解像度：≧1200*1000
•フレームレート：1 fps ~ 100 fps
•インタフェース：USB 3.0
•重量：＜2.27 Kg、
主な機能：
•動露光、オートフォーカス、自動スキャン速度マッチング
•Shutterシャッター
•放射度、均一性、レンズ、反射率のキャリブレーション
•太陽光リアルタイム収集（コサイン補正器）
•内蔵バッテリ
•内蔵プッシュスキャンイメージング
•サブカメラモニタ
•赤外線サーモグラフィ
•リアルタイム反転出力
図2システムハードウェアおよびソフトウェアインタフェース
データ処理分析：
•反射スペクトルデータの記憶及び出力
•高スペクトルデータ立方体図
•リアルタイム太陽スペクトル収集/補正
•植生指数：正規化指数NDV I、比指数SR、改善葉緑素吸収反射指数MCARI、改善葉緑素吸収反射指数1 MCARI 1、*最適化土壌調整植生指数OSAVIなど、カスタム帯域計算式も支持する。
反転モデル：
技術的特徴：
基準光源強度情報と測定対象画像のリアルタイム同フレーム並列収集機能
SIFイメージング分光計の入射スリット領域には、光ファイバのためにリアルタイム参照光源強度情報を収集するための構造が設計されており、余弦補正モジュールは各方面からの光を収集して均質化した後、光ファイバを介して入射スリットの先端に伝導し、スキャンイメージングを行う際に、フレーム周波数ごとに独立して同期に対応する参照光源情報を記録することを確保している。光強度の変化によるキャリブレーション誤差を回避し、キャリブレーションの相対的独立性を確保し、定量研究などに支持を提供する。
図3リアルタイム光ファイバ光強度収集
帯域カスタム設定とサンプリング間隔カスタム
ソフトウェアインタフェースでは、カスタムスペクトルの開始帯域、終了帯域、間隔を用いたパラメータ設定が可能である、また、複数の類似の操作をサポートし、関心領域とスペクトルの細分精度を設定し、非関心領域に対して帯域数の削減を行い、さらに有効信号の抽出と冗長データ量の削減を増加し、収集効率を向上させると同時にデータ精度を保証した。
図4帯域カスタム設定画面
データ補正機能
反射率補正機能：
•標準白板、灰布などを参考板として利用し、収集した元のDN値データに対して反射率の校正を行うことができる、
•余弦補正モジュールでリアルタイムに収集した光照射強度、暗背景などのデータを用いて反射率の校正を行う、
放射線度補正機能：
•相対放射度較正
•絶対放射度較正
リアルタイム周囲光（光強度）補正処理
通常、SIFイメージングシステムは光照射が非常に良い場合にデータ収集を行うが、偶発性の雲などは撮影対象領域とシステムの光照射収集に対する不一致性をもたらし、リアルタイムで収集されたフレーム周波数ごとに対応する参照光源情報を利用して、目標映像と光強度補正及びアルゴリズム処理を行うことができる。
*赤色領域は光強度センサが記録する参照光源の画像領域（複数の画素点を占める）である。
*黄色領域はキャリブレーションが必要なターゲット領域である、
*独自*のソフトウェアデータ解析機能、
図5リアルタイム光強度補正データ処理
リアルタイム反転機能
まず、元のDN値データに対してリアルタイム反射率補正処理を行う必要があり、システムソフトウェアは対応する白フレームと暗背景データを格納するフォルダを設置し、収集を実行した後、自動的に反射率補正を行う;次に、選択した数学モデルを結合して、対応するモデル指標の反転結果を出力することができる。
図6リアルタイム反転
2、実測応用：
実測データ及び反転出力結果。
図7実測画像及びスペクトル
図8反転図
