可以從空中或地面獲取高光譜數(shù)據(jù)和圖像，以便遠(yuǎn)程檢測材料降解情況。

隨著時(shí)間的推移，所有材料都會(huì)退化，當(dāng)這些材料為建筑物、大壩、塔、橋、鐵路和道路等基礎(chǔ)設(shè)施提供結(jié)構(gòu)完整性，或以管道和電線的形式提供能量輸送時(shí)，早期檢測既可以節(jié)省材料壽命，也可以節(jié)省金錢。

圖1.在獨(dú)立機(jī)構(gòu)開展的研究中，美國商業(yè)、住宅和運(yùn)輸部門的直接腐蝕成本估計(jì)為每年近1380億美元。圖片由美國交通部提供。

圖2.高光譜成像（HSI）可以為基礎(chǔ)設(shè)施所有者和運(yùn)營商在理想情況是在材料嚴(yán)重受損之前提供檢測材料退化的能力。使用無人機(jī)平臺(tái)可以避免使用昂貴且潛在危險(xiǎn)的載人飛機(jī)操作。近一項(xiàng)研究的3幅圖像（下方三幅圖）顯示了在VNIR和SWIR范圍內(nèi)使用HSI技術(shù)的鋼樣品的光譜特征。

根據(jù)一項(xiàng)全面的研究，直接成本每年接近1380億美元，與腐蝕相關(guān)的間接成本每年超過2750億美元。這些隨著時(shí)間的推移而增加。傳統(tǒng)的現(xiàn)場檢測方法可能是勞動(dòng)密集型的，而且只能提供一個(gè)廣泛領(lǐng)域的一角。我們的希望是，一個(gè)小地區(qū)準(zhǔn)確地代表了一個(gè)大得多的地區(qū)，因?yàn)榇髩K區(qū)域不可能花費(fèi)同樣成本的方式進(jìn)行檢測。

Headwall提供商用現(xiàn)貨（COTS）以及定制的高光譜成像（HSI）傳感器和交鑰匙解決方案，設(shè)計(jì)用于廣泛區(qū)域的遙感，并覆蓋可見光和近紅外光譜。

Headwall HSI傳感器可用于檢測以下應(yīng)用：

•瀝青降解

•各種聚合物的腐蝕

•黑色金屬的氧化

•油漆狀態(tài)

•植被侵占

•水池或多余水分的存在

除了高光譜成像之外，Headwall還在輕型無人機(jī)上提供了帶有光探測和測距（LiDAR）系統(tǒng)和HSI的集成平臺(tái)，并具有數(shù)據(jù)融合功能。 甚至可以同時(shí)通過捕獲點(diǎn)云以創(chuàng)建具有關(guān)于被掃描對(duì)象的高光譜信息的高分辨率數(shù)字高程模型（DEM）。 由于載人飛行操作的高成本，無人駕駛檢查在基礎(chǔ)設(shè)施所有者和運(yùn)營商之間獲得了關(guān)注。 這些成本不僅包括運(yùn)營成本，還包括保險(xiǎn)成本和潛在的事故責(zé)任。 在直升機(jī)檢查飛行期間發(fā)生塔架和電線撞擊時(shí)，即使在相對(duì)較低的高度，死亡率也可能超過35％。

高光譜遙感的益處

價(jià)值主張

•高級(jí)檢測

•優(yōu)化維修計(jì)劃

•降低生命危險(xiǎn)

•減少責(zé)任

•潛在的BVLOS運(yùn)營

無論是檢查道路還是跑道，通過眼睛進(jìn)行耗時(shí)的視覺檢查或甚至在要檢查的表面上滾動(dòng)成像系統(tǒng)都需要花費(fèi)大量的時(shí)間。 我們可以對(duì)DJI Matrice 600 Pro UAV上的Headwall的Hyperspec®Nano或Co-Aligned VNIR-SWIR傳感器有效載荷等低空機(jī)載解決方案進(jìn)行編程，以遵循精確的飛行路徑，優(yōu)化檢測效率。

圖3. 基于DJI Matrice 600 Pro的Headwall無人機(jī)配備了共同對(duì)準(zhǔn)的VNIR-SWIR傳感器和LiDAR，在哈茲菲爾德 - 杰克遜亞特蘭大機(jī)場允許的情況下掃描跑道。

圖4. 比如管道、電力線路和塔架。由于環(huán)境條件以及它們所承載的物質(zhì)而容易呈現(xiàn)老化和腐蝕結(jié)構(gòu)的特性，耗時(shí)且具有潛在危險(xiǎn)性的目視檢查成本高昂且危險(xiǎn)，而使用高分辨率彩色（RGB）攝像機(jī)進(jìn)行的檢查可能會(huì)錯(cuò)過使用高光譜成像檢測到的故障早期警告信號(hào)。

配備HSI和可選的LiDAR的無人機(jī)可以在幾個(gè)小時(shí)內(nèi)完成自動(dòng)檢測，而不是將繁忙的跑道關(guān)閉幾天進(jìn)行繁瑣的地面檢查。

與載人航班相比，航班可以快速安排，并大大降低運(yùn)營開銷。飛行計(jì)劃和記錄，包括捕獲精確的GPS數(shù)據(jù)，是軟件包的內(nèi)置功能，以及在航班之間快速卸載高光譜和LiDAR數(shù)據(jù)。

Headwall HSI傳感器具有各種波長范圍和形狀因子，還可用于地面實(shí)況成像以增強(qiáng)機(jī)載成像。這些傳感器堅(jiān)固，小巧，輕便，便于運(yùn)輸和安裝?？梢姽?- 紅外（VNIR）傳感器可用于識(shí)別植被的侵蝕，短波近紅外（SWIR）傳感器可用于對(duì)地形，人造結(jié)構(gòu)進(jìn)行成像，甚至可識(shí)別可指示的化學(xué)特征基礎(chǔ)材料的條件。用于實(shí)驗(yàn)室的臺(tái)式掃描工作站站也可用于對(duì)現(xiàn)場采集的樣品進(jìn)行更詳細(xì)的分析，或者可掃描的材料用于建立光譜“庫”，以便在現(xiàn)場快速檢測。