專利名稱：航空施藥中藥霧分布與飄移趨勢(shì)遙測(cè)系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有害物質(zhì)監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種航空施藥中藥霧分布與飄移趨勢(shì)遙測(cè)系統(tǒng)方法。
背景技術(shù)：
航空施藥過程中的農(nóng)藥飄移是農(nóng)藥污染環(huán)境的重要因素之一。農(nóng)藥飄移是指施藥過程中或施藥后一段時(shí)間，在非控制條件下，農(nóng)藥霧滴或顆粒在空中從靶標(biāo)區(qū)遷移到非靶標(biāo)區(qū)的一種物理運(yùn)動(dòng)，農(nóng)藥飄移包括蒸發(fā)飄移和隨風(fēng)飄移。前者由農(nóng)藥有效成分的揮發(fā)性造成，而后者主要是指霧流中的細(xì)小霧滴被氣流攜帶出靶標(biāo)區(qū)后消失或再沉降的過程。霧滴的飄移總是不可避免地隨著噴霧作業(yè)發(fā)生，幾乎在所有的噴霧作業(yè)過程中，都存在一定程度的農(nóng)藥飄移。航空施藥中的藥霧受風(fēng)速、飛機(jī)翼尖渦流、飛行高度、飛行速度等因素的影響，部分藥霧甚至?xí)綆坠镆酝?。漂移現(xiàn)象嚴(yán)重影響著施藥效果和自然環(huán)境(1)如果采用均勻巡回噴灑方式，則可能造成噴灑藥量的不均勻現(xiàn)象，某些區(qū)域未受藥，而某些區(qū)域受藥過量。在一定程度上造成了農(nóng)藥的浪費(fèi)和施藥效果的不完整。( 大部分農(nóng)藥具有毒性，或在降解后產(chǎn)生毒質(zhì)和溫室氣體。當(dāng)人眼不可見的氣化藥霧云團(tuán)漂移到噴灑區(qū)域以外時(shí)，將會(huì)污染水質(zhì)、健康植被、森林，產(chǎn)生溫室氣體，對(duì)環(huán)境造成不可估量的影響。(3)藥霧會(huì)在未知情況下漂移到居民區(qū)，對(duì)居民健康造成危害。農(nóng)藥經(jīng)口、吸呼道或接觸而大量進(jìn)入人體內(nèi)，可能造成急性或慢性中毒。目前的施藥作業(yè)中，常用在地面鋪設(shè)油敏紙和水敏紙的方法(Visual and Image System Measurement of Spray Deposit s using Water-sensitive Paper, Applied Engineering in Agriculture. 2003,19(5) :549-552)，對(duì)霧滴進(jìn)行采樣，通過圖像處理算法獲得藥霧覆蓋范圍、霧滴大小等信息，從而把握噴灑作業(yè)情況。對(duì)于空氣中的殘留農(nóng)藥檢測(cè)，目前多采用吸附法，即待測(cè)空氣經(jīng)大流量的氣體取樣器抽取后通過玻璃纖維濾膜或由吸附劑組成的吸附柱后，再用有機(jī)溶劑使其洗脫，經(jīng)濃縮后在儀器上測(cè)定。如李成泉等人用此方法(密閉空間藥霧濃度場(chǎng)分布及可視化研究，江蘇大學(xué)碩士學(xué)位論文，2009)，利用在溫室不同位置布設(shè)多個(gè)大氣采樣器的方式，對(duì)藥霧濃度分布和飄移情況進(jìn)行了研究。在地面鋪設(shè)油敏紙和水敏紙的方法雖可獲得藥霧覆蓋范圍、霧滴大小等信息，但具有如下缺陷(1)僅可獲得地面某區(qū)域的受藥水平，不能全面反映藥霧在空中的飄移情況；(2)實(shí)效性較差；(3)不能獲得濃霧的濃度和成份；(4)無法探測(cè)始終懸浮在空中的微小霧滴。氣體采樣器法雖可對(duì)空氣中的農(nóng)藥進(jìn)行監(jiān)測(cè)，但具有如下缺陷(1)僅可對(duì)采集的氣體進(jìn)行分析，不能全面反應(yīng)藥霧的分布情況；(2)不能進(jìn)行實(shí)時(shí)、連續(xù)監(jiān)測(cè)；
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(3)采樣和前處理過程復(fù)雜、費(fèi)時(shí)、費(fèi)力；(4)對(duì)高空農(nóng)藥藥霧難以完成取樣分析。

發(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術(shù)問題本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠全面反應(yīng)藥霧在空中的飄移情況、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、可以獲得濃霧的濃度和成分的航空施藥中藥霧分布與飄移趨勢(shì)遙測(cè)系統(tǒng)及方法。(二)技術(shù)方案為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種航空施藥中藥霧分布與飄移趨勢(shì)遙測(cè)系統(tǒng)， 該系統(tǒng)包括采集模塊，用于采集探測(cè)區(qū)域的紅外光輻射，并使其入射到光學(xué)模塊；光學(xué)模塊， 用于根據(jù)入射的紅外光輻射，獲得分布有藥霧云團(tuán)的探測(cè)區(qū)域的紅外成像光譜，并將所述紅外成像光譜發(fā)送至處理模塊；處理模塊，用于對(duì)所述紅外成像光譜進(jìn)行特征分析，識(shí)別所述藥霧云團(tuán)，反演所述藥霧云團(tuán)的濃度圖像，并根據(jù)所述濃度圖像預(yù)測(cè)藥霧飄移趨勢(shì)。優(yōu)選地，所述光學(xué)模塊進(jìn)一步包括邁克爾遜干涉儀，用于將入射的紅外光輻射分離為兩束相干光并輸出，所述兩束相干光的光程存在設(shè)定差值；面陣紅外探測(cè)器，用于感應(yīng)所述邁克爾遜干涉儀輸出的兩束相干光。優(yōu)選地，所述邁克爾遜干涉儀進(jìn)一步包括分束器，用于將入射的紅外光輻射分離為兩束相干光；反射鏡組，包括兩個(gè)靜止的反射鏡以及一個(gè)運(yùn)動(dòng)的反射鏡，用于使所述兩束相干光的光程出現(xiàn)設(shè)定的差值，所述運(yùn)動(dòng)的反射鏡勻速運(yùn)動(dòng)。優(yōu)選地，所述采集模塊的采集范圍可調(diào)。本發(fā)明還提供了一種航空施藥中藥霧分布與飄移趨勢(shì)遙測(cè)方法，該方法包括步驟Si.采集探測(cè)區(qū)域的紅外光輻射；S2.根據(jù)入射的紅外光輻射，獲得分布有藥霧云團(tuán)的探測(cè)區(qū)域的紅外成像光譜；S3.對(duì)所述紅外成像光譜進(jìn)行特征分析，識(shí)別被探測(cè)區(qū)域的藥霧云團(tuán)，并反演所述藥霧云團(tuán)的濃度圖像，根據(jù)所述濃度圖像預(yù)測(cè)藥霧飄移趨勢(shì)。優(yōu)選地，步驟S2進(jìn)一步包括S2. 1將入射的紅外光輻射分離為兩束光程存在設(shè)定差值的相干光并輸出；S2. 2利用面陣探測(cè)器感應(yīng)步驟S2. 1輸出的相干光。S2. 3對(duì)所述面陣探測(cè)器的每個(gè)探測(cè)單元，順序讀取探測(cè)單元上的光譜信號(hào)，得到多個(gè)干涉圖；S2. 4分別對(duì)所述多個(gè)干涉圖進(jìn)行傅里葉變換，組成分布有藥霧云團(tuán)的探測(cè)區(qū)域的紅外成像光譜圖。優(yōu)選地，所述紅外成像光譜圖包括探測(cè)區(qū)域的背景的紅外成像光譜圖以及所述藥霧云團(tuán)的紅外成像光譜圖，所述探測(cè)區(qū)域的背景為不具有所述藥霧云團(tuán)的探測(cè)區(qū)域。優(yōu)選地，在步驟S3中，對(duì)減去所述探測(cè)區(qū)域的背景的紅外成像光譜后的紅外成像光譜進(jìn)行特征分析。優(yōu)選地，在步驟Sl之前還包括獲取探測(cè)區(qū)域的背景的紅外成像光譜的步驟。
優(yōu)選地，步驟S3后還包括步驟S4.根據(jù)步驟S3的預(yù)測(cè)結(jié)果，調(diào)整航空施藥的噴灑區(qū)域。(三)有益效果本發(fā)明的系統(tǒng)及方法可以以非接觸方式，在一定距離(如Ikm)對(duì)航空施藥中的藥霧進(jìn)行探測(cè)。實(shí)時(shí)獲得藥霧的濃度圖像，并根據(jù)濃度圖像預(yù)測(cè)農(nóng)藥藥霧的分布范圍和擴(kuò)散趨勢(shì)。本發(fā)明的方法不需人員進(jìn)入噴灑區(qū)域，無需取樣測(cè)量，彌補(bǔ)了原有的采樣方法的缺陷。本發(fā)明的系統(tǒng)及方法可用于精準(zhǔn)施藥過程中的監(jiān)測(cè)和預(yù)警，供環(huán)境保護(hù)部門、農(nóng)業(yè)作業(yè)人員使用，有助于提高農(nóng)藥施用效益，在節(jié)省經(jīng)濟(jì)的同時(shí)避免對(duì)環(huán)境和居民區(qū)的破壞。


圖1為依照本發(fā)明一種實(shí)施方式的航空施藥中藥霧分布與飄移趨勢(shì)遙測(cè)系統(tǒng)構(gòu)成示意圖；圖2為依照本發(fā)明一種實(shí)施方式的航空施藥中藥霧分布與飄移趨勢(shì)遙測(cè)方法流程圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提出的航空施藥中藥霧分布與飄移趨勢(shì)遙測(cè)系統(tǒng)及方法，結(jié)合附圖及實(shí)施例詳細(xì)說明如下。由于不同化學(xué)成分的氣體或霧滴在紅外區(qū)具有不同的指紋圖譜特征，所以可以通過對(duì)藥霧光譜進(jìn)行特征識(shí)別，得到藥霧的成分。同時(shí)，不同濃度的藥霧具有不同的吸收強(qiáng)度，通過對(duì)吸收峰強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)量，可以得到氣態(tài)藥霧的濃度。利用以上原理不僅可以從不同背景和干擾中識(shí)別出目標(biāo)氣體，而且可以定量計(jì)算出氣體云團(tuán)的濃度。農(nóng)藥具有紅外光譜吸收特征，不同農(nóng)藥在不同波段具有明顯的吸收峰。所有絕對(duì)零度以上的物體均會(huì)對(duì)外發(fā)出紅外輻射。以自然界為背景的紅外輻射，在透過農(nóng)藥藥霧云團(tuán)時(shí)，將在特征波段處產(chǎn)生吸收?；谏鲜鲈?，本發(fā)明提出了一種基于紅外成像光譜的航空施藥中藥霧分布與飄移趨勢(shì)的遙測(cè)系統(tǒng)及方法。利用常用農(nóng)藥藥劑的紅外光譜特征建立農(nóng)藥濃度與光譜之間的關(guān)聯(lián)模型，對(duì)成像光譜的每一個(gè)像元進(jìn)行處理和計(jì)算，將每個(gè)點(diǎn)的濃度作為一個(gè)像元從而拼成濃度圖像。在施藥過程中實(shí)時(shí)獲取藥霧的濃度分布情況，并對(duì)藥霧的擴(kuò)散趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)，可實(shí)現(xiàn)快速、連續(xù)、在線監(jiān)測(cè)，可在夜間使用，靈敏度高。如圖1所示，依照本發(fā)明一種實(shí)施方式的航空施藥中藥霧分布與飄移趨勢(shì)遙測(cè)系統(tǒng)包括采集模塊5、光學(xué)模塊以及處理模塊。采集模塊5，用于采集探測(cè)區(qū)域的紅外光輻射，并使其入射到光學(xué)模塊；光學(xué)模塊，用于根據(jù)入射的紅外光輻射，獲得分布有藥霧云團(tuán)1的探測(cè)區(qū)域的紅外成像光譜，并將紅外成像光譜發(fā)送至處理模塊；處理模塊，用于對(duì)光學(xué)模塊發(fā)送的紅外成像光譜進(jìn)行特征分析，識(shí)別藥霧云團(tuán)1，反演藥霧云團(tuán)1的濃度圖像，并根據(jù)該濃度圖像預(yù)測(cè)藥霧飄移趨勢(shì)。其中，采集模塊5可為光學(xué)望遠(yuǎn)鏡或攝像頭等。光學(xué)模塊進(jìn)一步包括邁克爾遜干涉儀2，用于對(duì)該紅外光輻射進(jìn)行時(shí)間調(diào)制，即將入射的紅外光輻射分離為兩束光程存在可計(jì)量的差值的相干光并輸出；面陣紅外探測(cè)器3，用于感應(yīng)邁克爾遜干涉儀2輸出的相干光，該面陣紅外探測(cè)器3由多個(gè)探測(cè)單元組成，相干光在面陣紅外探測(cè)器3的每一個(gè)探測(cè)單元上均按照時(shí)間順序發(fā)生干涉，對(duì)探測(cè)器單元的信號(hào)進(jìn)行順序采集即可獲得干涉圖。對(duì)每個(gè)探測(cè)單元進(jìn)行同樣的采集，即可獲得多個(gè)干涉圖。每個(gè)探測(cè)單元均對(duì)應(yīng)一副光譜圖，對(duì)干涉圖進(jìn)行傅里葉變換，可得到多個(gè)成像光譜組成的紅外成像光譜圖，此過程由處理模塊完成，處理模塊優(yōu)選為計(jì)算機(jī)6。邁克爾遜干涉儀2進(jìn)一步包括分束器，用于將入射的紅外光輻射分離為兩束相干光；反射鏡組，包括兩個(gè)靜止的反射鏡以及一個(gè)運(yùn)動(dòng)的反射鏡，用于使兩束相干光的光程出現(xiàn)可計(jì)量的差值，運(yùn)動(dòng)的反射鏡勻速運(yùn)動(dòng)。如圖2所示，依照本發(fā)明一種實(shí)施方式的航空施藥中藥霧分布與飄移趨勢(shì)遙測(cè)方法包括步驟Si.調(diào)整采集模塊的采集區(qū)域(也稱成像范圍或探測(cè)范圍)，采集探測(cè)區(qū)域的紅外光輻射；S2.根據(jù)入射的紅外光輻射，獲得探測(cè)區(qū)域的紅外成像光譜；S3.對(duì)紅外成像光譜進(jìn)行特征分析，識(shí)別藥霧云團(tuán)，并反演藥霧云團(tuán)的濃度圖像， 根據(jù)濃度圖像預(yù)測(cè)藥霧飄移趨勢(shì)。步驟S2進(jìn)一步包括S2. 1邁克爾遜干涉儀器將入射的紅外光輻射通過分束器分離為兩束相干光，再利用兩個(gè)靜止的反射鏡、一個(gè)運(yùn)動(dòng)的反射鏡，使兩束光程存在可計(jì)量的差值的相干光，并輸出；S2. 2通過運(yùn)動(dòng)的反射鏡的勻速運(yùn)動(dòng)，相干光在面陣探測(cè)器的每一個(gè)單元上均會(huì)按照時(shí)間順序發(fā)生干涉，利用面陣探測(cè)器感應(yīng)相干光。S2. 3對(duì)面陣探測(cè)器的每個(gè)探測(cè)單元，順序讀取探測(cè)單元上的光譜信號(hào)，得到多個(gè)干涉圖；S2. 4分別對(duì)多個(gè)干涉圖進(jìn)行傅里葉變換，得到多個(gè)光譜圖，多個(gè)光譜圖對(duì)應(yīng)分布有藥霧云團(tuán)的探測(cè)區(qū)域的紅外成像光譜圖的多個(gè)像元。通過對(duì)紅外成像光譜定量化計(jì)量，即可獲得藥霧云團(tuán)每一點(diǎn)的濃度，并以此獲得濃度圖像，從而對(duì)航空施藥中的農(nóng)藥藥霧分布進(jìn)行監(jiān)測(cè)，對(duì)藥霧的飄移和擴(kuò)散趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)。分布有藥霧云團(tuán)的探測(cè)區(qū)域的紅外成像光譜圖包括探測(cè)區(qū)域的背景4的紅外成像光譜圖以及藥霧云團(tuán)1的紅外成像光譜圖，探測(cè)區(qū)域的背景4為不具有藥霧云團(tuán)1的探測(cè)區(qū)域。因此，本發(fā)明的方法在步驟Sl之前還包括獲取探測(cè)區(qū)域的背景4的紅外成像光譜的步驟，在對(duì)藥霧進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)，扣除該背景的紅外成像光譜，得到藥霧云團(tuán)的紅外成像光譜，即在步驟S3中，對(duì)減去探測(cè)區(qū)域的背景4的紅外成像光譜進(jìn)行特征分析。實(shí)施例1在本實(shí)施例中，探測(cè)距離為500m，農(nóng)藥噴灑面積300m*300m，農(nóng)藥類型為甲胺磷類農(nóng)藥。依據(jù)本發(fā)明的方法，本實(shí)施例實(shí)現(xiàn)方法如下
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Al.在距離噴灑區(qū)域500m處架采集模塊(攝像頭)、以及設(shè)光學(xué)模塊，光學(xué)模塊內(nèi)置邁克爾遜干涉儀、以及焦平面紅外探測(cè)器；A2.調(diào)整鏡頭，將成像范圍設(shè)定為本實(shí)施例需要的范圍。在實(shí)施例中，通過調(diào)整鏡頭的焦距，將視場(chǎng)角應(yīng)調(diào)整為2Xarctan(150/500) = 33.4°。A3.農(nóng)藥噴灑前，測(cè)量背景的紅外成像光譜；農(nóng)藥噴灑時(shí)，實(shí)時(shí)獲得噴灑區(qū)域的紅外成像光譜，并在其基礎(chǔ)上扣除背景光譜，得到藥霧云團(tuán)光譜。光譜范圍為8μπι 14μπι。Α4.根據(jù)甲胺磷農(nóng)藥的光譜特征，以1051CHT1和1272CHT1為特征波段(可以通過國際標(biāo)準(zhǔn)譜庫查詢，也可通過室內(nèi)實(shí)驗(yàn)獲得)，在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行計(jì)量軟件，對(duì)成像光譜的每一點(diǎn)進(jìn)行定量化計(jì)量，從而獲得濃度圖像。Α5.利用濃度圖像，依據(jù)預(yù)測(cè)模型，對(duì)農(nóng)藥藥霧的分布范圍和擴(kuò)散趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)。實(shí)施例2在本實(shí)施例中，探測(cè)距離為1000m，農(nóng)藥噴灑面積200m*200m，農(nóng)藥類型為甲胺磷
類農(nóng)藥。依據(jù)本發(fā)明的方法，本實(shí)施例實(shí)現(xiàn)方法如下Bi.在距離噴灑區(qū)域IOOOm處架采集模塊(光學(xué)望遠(yuǎn)鏡)、以及設(shè)光學(xué)模塊，光學(xué)模塊內(nèi)置邁克爾遜干涉儀、以及焦平面紅外探測(cè)器；B2.調(diào)整光學(xué)望遠(yuǎn)鏡，將其成像范圍設(shè)定為本實(shí)施例需要的范圍。在實(shí)施例中，將視場(chǎng)角應(yīng)調(diào)整為 2Xarctan(100/1000) = 11.4°。B3.農(nóng)藥噴灑時(shí)，實(shí)時(shí)獲得噴灑區(qū)域的紅外成像光譜，光譜范圍為8 μ m 14 μ m。B4.根據(jù)甲胺磷農(nóng)藥的光譜特征，以1258CHT1和1760CHT1為特征波段，對(duì)成像光譜的每一點(diǎn)進(jìn)行定量化計(jì)量，從而獲得濃度圖像。A5.利用濃度圖像，依據(jù)預(yù)測(cè)模型，對(duì)農(nóng)藥藥霧的分布范圍和擴(kuò)散趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)。上述兩個(gè)實(shí)施例中利用獲得的濃度圖像的時(shí)間變化規(guī)律、氣象條件，建立藥霧的飄移趨勢(shì)預(yù)測(cè)模型，該模型用于預(yù)測(cè)藥霧在接下來的時(shí)間會(huì)向哪里飄移。由于本發(fā)明可以實(shí)時(shí)獲得藥霧的分布范圍，因此可連續(xù)監(jiān)測(cè)藥霧分布范圍的變化趨勢(shì)。如藥霧連續(xù)20秒都以某速度向東擴(kuò)散，那么可以預(yù)測(cè)藥霧在何時(shí)會(huì)達(dá)到東方的某區(qū)域。這對(duì)變量施藥的意義非常重要，如預(yù)測(cè)到藥霧會(huì)在某時(shí)間內(nèi)飄出噴灑范圍，可以此為依據(jù)對(duì)噴灑區(qū)域進(jìn)行調(diào)整。以上實(shí)施方式僅用于說明本發(fā)明，而并非對(duì)本發(fā)明的限制。盡管參照實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行各種組合、修改或者等同替換，都不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種航空施藥中藥霧分布與飄移趨勢(shì)遙測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括采集模塊，用于采集探測(cè)區(qū)域的紅外光輻射，并使其入射到光學(xué)模塊；光學(xué)模塊，用于根據(jù)入射的紅外光輻射，獲得分布有藥霧云團(tuán)的探測(cè)區(qū)域的紅外成像光譜，并將所述紅外成像光譜發(fā)送至處理模塊；處理模塊，用于對(duì)所述紅外成像光譜進(jìn)行特征分析，識(shí)別所述藥霧云團(tuán)，反演所述藥霧云團(tuán)的濃度圖像，并根據(jù)所述濃度圖像預(yù)測(cè)藥霧飄移趨勢(shì)。
2.如權(quán)利要求1所述的航空施藥中藥霧分布與飄移趨勢(shì)遙測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述光學(xué)模塊進(jìn)一步包括邁克爾遜干涉儀，用于將入射的紅外光輻射分離為兩束相干光并輸出，所述兩束相干光的光程存在設(shè)定差值；面陣紅外探測(cè)器，用于感應(yīng)所述邁克爾遜干涉儀輸出的兩束相干光。
3.如權(quán)利要求2所述的航空施藥中藥霧分布與飄移趨勢(shì)遙測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述邁克爾遜干涉儀進(jìn)一步包括分束器，用于將入射的紅外光輻射分離為兩束相干光；反射鏡組，包括兩個(gè)靜止的反射鏡以及一個(gè)運(yùn)動(dòng)的反射鏡，用于使所述兩束相干光的光程出現(xiàn)設(shè)定的差值，所述運(yùn)動(dòng)的反射鏡勻速運(yùn)動(dòng)。
4.如權(quán)利要求1所述的，其特征在于，所述采集模塊的采集范圍可調(diào)。
5.一種航空施藥中藥霧分布與飄移趨勢(shì)遙測(cè)方法，其特征在于，該方法包括步驟51.采集探測(cè)區(qū)域的紅外光輻射；52.根據(jù)入射的紅外光輻射，獲得分布有藥霧云團(tuán)的探測(cè)區(qū)域的紅外成像光譜；53.對(duì)所述紅外成像光譜進(jìn)行特征分析，識(shí)別被探測(cè)區(qū)域的藥霧云團(tuán)，并反演所述藥霧云團(tuán)的濃度圖像，根據(jù)所述濃度圖像預(yù)測(cè)藥霧飄移趨勢(shì)。
6.如權(quán)利要求5所述的航空施藥中藥霧分布與飄移趨勢(shì)遙測(cè)方法，其特征在于，步驟 S2進(jìn)一步包括S2. 1將入射的紅外光輻射分離為兩束光程存在設(shè)定差值的相干光并輸出；S2. 2利用面陣探測(cè)器感應(yīng)步驟S2. 1輸出的相干光。S2. 3對(duì)所述面陣探測(cè)器的每個(gè)探測(cè)單元，順序讀取探測(cè)單元上的光譜信號(hào)，得到多個(gè)干涉圖；S2. 4分別對(duì)所述多個(gè)干涉圖進(jìn)行傅里葉變換，組成分布有藥霧云團(tuán)的探測(cè)區(qū)域的紅外成像光譜圖。
7.如權(quán)利要求6所述的航空施藥中藥霧分布與飄移趨勢(shì)遙測(cè)方法，其特征在于，所述紅外成像光譜圖包括探測(cè)區(qū)域的背景的紅外成像光譜圖以及所述藥霧云團(tuán)的紅外成像光譜圖，所述探測(cè)區(qū)域的背景為不具有所述藥霧云團(tuán)的探測(cè)區(qū)域。
8.如權(quán)利要求7所述的航空施藥中藥霧分布與飄移趨勢(shì)遙測(cè)方法，其特征在于，在步驟S3中，對(duì)減去所述探測(cè)區(qū)域的背景的紅外成像光譜后的紅外成像光譜進(jìn)行特征分析。
9.如權(quán)利要求8所述的航空施藥中藥霧分布與飄移趨勢(shì)遙測(cè)方法，其特征在于，在步驟Sl之前還包括獲取探測(cè)區(qū)域的背景的紅外成像光譜的步驟。
10.如權(quán)利要求5-9任一項(xiàng)所述的航空施藥中藥霧分布與飄移趨勢(shì)遙測(cè)方法，其特征在于，步驟S3后還包括步驟S4.根據(jù)步驟S3的預(yù)測(cè)結(jié)果，調(diào)整航空施藥的噴灑區(qū)域。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種航空施藥中藥霧分布與飄移趨勢(shì)遙測(cè)系統(tǒng)及方法，涉及有害物質(zhì)監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。該系統(tǒng)包括采集模塊，用于采集探測(cè)區(qū)域的紅外光輻射，并使其入射到光學(xué)模塊；光學(xué)模塊，用于根據(jù)入射的紅外光輻射，獲得分布有藥霧云團(tuán)的探測(cè)區(qū)域的紅外成像光譜，并將所述紅外成像光譜發(fā)送至處理模塊；處理模塊，用于對(duì)所述紅外成像光譜進(jìn)行特征分析，識(shí)別所述藥霧云團(tuán)，反演所述藥霧云團(tuán)的濃度圖像，并根據(jù)所述濃度圖像預(yù)測(cè)藥霧飄移趨勢(shì)。本發(fā)明的系統(tǒng)及方法能夠全面反應(yīng)藥霧在空中的飄移情況、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、可以獲得濃霧的濃度和成分。有助于提高農(nóng)藥施用效益，在節(jié)省經(jīng)濟(jì)的同時(shí)避免對(duì)環(huán)境和居民區(qū)的破壞。
文檔編號(hào)G01N15/06GK102313688SQ201110209409
公開日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2011年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月25日
發(fā)明者吳文彪, 張石銳, 申長軍, 董大明, 趙春江, 趙賢德, 鄭文剛, 閆華, 鮑鋒 申請(qǐng)人:北京農(nóng)業(yè)信息技術(shù)研究中心