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高校研发“火眼金睛” 只需拍一张照片便可识别物质“身份”

发布时间:2017-10-13 11:06 来源:中青在线 作者:崔玉萌 李润文

    中青在线讯(崔玉萌 中国青年报·中青在线记者 李润文)只需看一眼便能识别出大面积区域内待检测物质的成分,江苏省光谱成像与智能感知重点实验室研制的“遥感地质应用微型高光谱成像仪与数据分析系统”便将这一设想变为了现实。近日,该系统在第二届中国军民两用技术创新应用大赛中获铜奖。据悉,全国816个项目中,以高校为单位申报的项目仅有3项获奖。

    传统的检测手段取样后在实验室用理化方法检测,每个物质都有独特光谱曲线,“微型高光谱成像仪与数据分析系统”正是利用光谱曲线来检测物质成分。

    江苏省光谱成像与智能感知重点实验室由南京理工大学与南京地质调查中心联合建设,“微型高光谱成像仪与数据分析系统”应用先进探测器和独特的电子学设计,将人眼的可见波段范围由400-760nm拓展到400-2500nm,更以创新工艺制造出的专有分光器件,使光谱分辨率最大可达4nm,仅仅相当于一张纸厚度的万分之一,兼顾了“看得广”又“看得清”;凭借先进的算法,实现了多种物质光谱信息的“解混”,并可根据使用环境经纬度、大气、光照等因素自我校正,保证分析结果的准确性。

    该系统被整合为一个总重不足4.5公斤硬件设备,既可搭载在直升机上,在2000米高空对整座山林进行大面积扫描拍摄,也可搭载在无人机上进行低空作业,1小时内就可完成对1万平方米农田的土壤分析,而传统的测试方法需要多名科研人员耗时数日。

    据南京理工大学肖亮教授介绍说,目前系统已经在中国国土资源航空物探遥感中心、紫金矿业集团等单位投入使用,对比地面实测数据识别精度高80%,为进一步进行精确地质矿物分析带来极大便利。此外,该系统在发展精准农业、环境污染物调查、物品鉴定等行业也能大显身手,只需一张图像,便能探明待测水域的污染物成分;或是待测土壤的成分、是否存在病虫害,为研究土壤特性与作物生长间关系提供科学依据;亦或是通过将待测物的光谱信息与标准光谱数据库进行比对,鉴别珠宝首饰的真伪等等。未来,整套系统还将不断提升智能分析、机器学习的能力,简化科研人员解读光谱信息的过程,实现“一键式”得出分析结果。

教育科学部编辑
【责任编辑:杨威】
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