“千里眼”+“火眼金睛” 西湖企业带你看见“看不见的世界”

清晨，山间薄雾萦绕，灰白的影子在林间若隐若现。

天刚蒙蒙亮，护林员就要准时起床背上“装备”，带上森林灭火工具，开始一天的巡山工作。清理路边的杂草、枯枝落叶，对可能发生火灾的每一处细节进行预判和处置。

但护林员经验再丰富，这个行业依然存在尚未被解决的“痛点”。比如，偌大的山林仅依靠几人巡逻，难免有遗漏；肉眼分辨晨雾和山火初期形成的烟雾，特别依赖老手的经验；24小时应急响应，对护林员的精力、体力都是考验。

困扰森林防护工作多年的难题

现在被西湖区企业

西湖智能视觉科技（杭州）有限公司

（以下简称“西湖智能视觉”）

最新研发的高光谱相机破解

老护林员弯腰检查一处枯枝时，他头顶的云层之上，无人机搭载高光谱相机从森林上空飞过。仅需几分钟，就能够采集到监测区域森林的高光谱图像信息。

山林间由于自然因素形成的薄雾和刚刚冒烟的山火，肉眼虽然较难辨别。但在高光谱相机的成像中，两者表现出的光谱波段截然不同，因此只要对波形稍加观察，就能辨别山火和薄雾。

无人机搭载摄像头查看、拍摄广域的视频画面早已不再稀奇，但西湖智能视觉研发的高光谱相机在“千里眼”基础上加上了“火眼金睛”，不仅看得远，还能看见“不可见”。

▲图为搭载高光谱相机的无人机

高光谱相机采用“单曝光压缩光谱成像技术”，通过底层光学硬件和算法突破，推动智能成像系统的革新，推出基于人工智能计算成像的新一代机器视觉感知系统。

从山火预警到水域监测

除了帮助解决森林防护工作的“痛点”，高光谱相机也在水资源监测领域发挥着重要作用。

在西湖大学云谷校区，科研人员要在不使用任何化学试剂、不采集水样的情况下，完成对整个河道水质的全面体检。搭载高光谱成像相机的无人机沿河道匀速飞行，10分钟后，河道的“体检报告”就生成。

▲高光谱数据水体指数反演结果

回到实验室，研究人员通过高光谱反演模型成功获取了流域总氮（TN）和总磷（TP）的空间分布特征。通过和11个地面水域监测点实测数据对比显示，高光谱相机在高速飞行、短时采集的情况下，依旧得到了非常准确的结果。

水域监测的原理和山火预警一样。含有污染物的水域与水质清澈的水域，在高光谱相机的成像中，呈现的波形和颜色都不一样，因此只要稍作辨认，水质的变化便可一目了然。

高光谱成像如何“看”见不可见

气象卫星的多光谱传感器仅能通过4-5个宽泛的光谱通道（如可见光、近红外、热红外）来描绘地球轮廓。这种“粗颗粒”的观测方式，每个像素覆盖数平方公里范围，就像透过毛玻璃看世界，虽然能识别云层运动这样的宏观现象，却无法识别地表物质的微观特征。

而高光谱相机则能把光线分成100多种不同的光谱波段，覆盖400-1000nm 可见光-近红外波段，单帧采集即可获得100个连续光谱通道信息，图像分辨率≥1024 x 1024像素，细节十分清晰。

就像孙悟空用火眼金睛能看穿妖怪的变化，高光谱相机通过解析物质的光谱特征，揭开了肉眼不可见的物质真相。它的每个光谱波段都能捕捉物体对特定波长光的反射特性。

▲100个光谱通道图

同样是一片树叶，高光谱成像相机能读出每一处反射的阳光中，哪些是叶绿素的信号，哪些是水分的痕迹，哪些是“肉眼看不见”的病虫害早期特征。

同样是一片水域，高光谱成像相机能解析每一道波光中，哪些是藻类繁殖的征兆，哪些是重金属污染的痕迹，哪些是“肉眼难辨”的化学物质溶解特征。

同样是一片农田，高光谱相机“扫一眼”即可定位毒素富集区域，替代传统耗时耗力的采样检测，为田间作物病害提供快速筛查方案。

▲农田检测类胡萝卜指数分析图

就像人类从黑白电视一步跨入全息影像时代，高光谱相机用100+个光谱波段，在每一个像素点精准识别——叶绿素的跃动、水分的流淌、污染物的蔓延——所有肉眼不可见的微观信息，都在这个光谱宇宙中清晰呈现。让相机不再只是“拍照”，而是彻底改变了成像的维度。

“阳光雨露”助力炼就“火眼金睛”

西湖智能视觉位于西湖区紫金港科技城，其创始人袁鑫，是西湖大学工学院感知与计算成像实验室负责人、博士生导师。

目前，西湖智能视觉已完成超五千万元的Pre-A轮融资。高光谱相机技术已广泛应用于智慧农业、环保监测、电力巡检等领域，并持续向工业质检、医疗科研等方向拓展，展现出巨大的行业变革潜力。

紫金港科技城始终坚持以企业需求为导向，积极推动产学研深度融合与创新资源协同。在服务西湖大学产学研项目“西湖智能视觉”的过程中，紫金港科技城主动对接企业实际发展诉求，针对企业面临的研发与办公场地扩容需求，积极协调资源，高效推动扩租事宜，为企业持续创新提供空间保障。

了解到企业在产业链对接及应用场景落地等方面的需求后，提供全方位支持。通过组织专项对接会，促成企业与农业领域应用单位的合作洽谈，并在今年的采茶季中发挥重要作用，推动“智能视觉成像”技术在多场景中实现应用转化。

来源：美丽西湖