3 Өсімдік үлгілерін гиперспектралды түсіру


Өсімдік үлгілерін гиперспектралды түсіру үшін FS-13 сканерлеу типті гиперспектралды камерасы аппараттық құрал ретінде пайдаланылды. Бұл камерамен жұмыс үлгілер мен түсіру платформасын алдын ала дайындаудан басталады. Түсірілетін өсімдік үлгілері шағылыспайтын, тегіс және күңгірт бетке орналастырылады. Үлгілердің бір-бірін жабу қаупін болдырмау үшін олардың арасында жеткілікті арақашықтық сақталуы тиіс. Бұл кейінгі кескінді сегменттеу үдерісін жеңілдетеді. Түсірілім сапасын қамтамасыз ету үшін калибрлеу панельдерін (ақ және қара) камераның көру аймағында орналастыру маңызды. Ақ панель – жарықтықты қалыпқа келтіруге, ал қара панель – қара аймақтарды компенсациялауға және сыртқы фон әсерін жоюға қолданылады. Жарық әсерін дұрыс есепке алу үшін калибрлеу панельдері үлгілермен қатар орналасып, камерадан бірдей қашықтықта болуы тиіс.

Дәл спектралдық өлшеу нәтижелерін алу үшін біркелкі шашыраңқы жарық қажет. Бұл мақсатта галогендік немесе үздіксіз спектрі бар басқа шамдар қолданылады. Камерада жарықтың шағылуын азайту үшін оны түсіру бетіне 45 градус бұрышпен орналастыру ұсынылады. Платформа дайындалған соң FS-13 камерасы дербес компьютерге USB-кабель арқылы қосылып, онымен бірге берілетін FigSpec Scan бағдарламасы іске қосылады (7-сурет). Бағдарламалық ортада камера мен платформа құрылғыларының дұрыс қосылғанын тексеру қажет – олар интерфейсте көрсетіліп, байланыс орнатылуы тиіс.

Құрылғылар қосылғаннан кейін, FigSpec Scan бағдарламасы арқылы келесі сканерлеу параметрлері орнатылады: толқын ұзындығының диапазоны (мысалы, 400–1000 нм), кеңістіктік ажыратымдылық, сканерлеу жылдамдығы, қажет болған жағдайда автофокус. Сонымен қатар, радиометриялық түзету үшін калибрлеу файлдары жүктеледі: dark reference – қара эталон; white reference – ақ эталон (8-сурет). Нақты уақыттағы алдын ала қарау («Preview») режимі арқылы үлгілердің сапасын тексеруге болады. Қажет болса, анықтықты қолмен де баптауға мүмкіндік бар.

Камера мен платформа дайын болған соң, үлгі жол-жолмен сканерленеді, нәтижесінде кеңістіктік және спектралдық ақпараттан тұратын гиперспектралды гиперкуб алынады (9-сурет). Аталған кескін стандартты файл форматтарында сақталады, мысалы: «.hdr» (ENVI немесе Breeze бағдарламаларымен үйлесімді) және «.spe» форматтарында. Сканерлеуден кейін алынған гиперспектралды деректер Prediktera компаниясының Breeze бағдарламасына жүктеліп, әрі қарай өңдеу және талдау жүргізіледі.

7-сурет – Түсірілім кезінде дербес компьютерге қосылған FS-13 камерасы

Осылайша, FS-13 камерасымен гиперспектралды түсірілім жүргізу үшін: үлгілерді мұқият дайындау, жабдықты дұрыс баптау, жарық жағдайларын сақтау маңызды рөл атқарады. Дұрыс жүргізілген калибрлеу және дәл орнатылған сканерлеу параметрлері сапалы спектралдық деректер алуға мүмкіндік береді. Бұл өз кезегінде өсімдіктердің күйін жан-жақты талдауға, соның ішінде фитопатологияны анықтауға жол ашады.

8-сурет – Ақ және қара калибрлеу эталондары

9-сурет – Жолдық сканерлеу нәтижесінде алынған көп өлшемді гиперспектралды кескін