易科泰地礦樣芯掃描成像分析技術(shù)方案

——SpectraScan高光譜成像解決方案

      在地礦勘查、樣芯質(zhì)地分析工作中，需要對大量樣芯進行高效、無損的掃描，以獲取準確的礦物學信息。高光譜成像技術(shù)具有高空間和光譜分辨率，是地質(zhì)樣品精確分析的有力助手。易科泰基于自主研發(fā)的各類室內(nèi)外掃描平臺、遙感平臺，結(jié)合國際先進的高光譜技術(shù)，組成了一套全方位多環(huán)境可用的SpectraScan高光譜成像解決方案，助力用戶深度挖掘目標信息。

       Spectrascan方案靈活，擴展性極強，可選配多種類型的高光譜成像單元，可實現(xiàn)0.4-12.3μm光譜全波段覆蓋；定制化的掃描平臺可完 美適應(yīng)從實驗室到野外環(huán)境乃至航空作業(yè)的多樣需求，極大的滿足了地質(zhì)勘探、礦物分析、土壤研究、沉積物樣芯分析等領(lǐng)域研究人員的各類需求。

· 高光譜成像分析技術(shù)：高光譜傳感器類型多樣，可實現(xiàn)可見光到長波紅外的全波段覆蓋；

 Spectrascan方案中可選配的高光譜傳感器類型

· UV激發(fā)熒光高光譜成像分析技術(shù)：可適配多類型高光譜傳感器，采用UV激發(fā)光，有效成像分析沉積物和礦產(chǎn)資源中發(fā)熒光的特殊物質(zhì)；

UV激發(fā)熒光高光譜成像分析系統(tǒng)；UV激發(fā)礦物熒光成像

· Thermo-RGB成像分析技術(shù)：可同時獲取高清紅外熱成像數(shù)據(jù)及RGB數(shù)據(jù)；

· LIBS元素分析技術(shù)：單次測量即可得到元素周期表中幾乎所有元素信息，能夠高效進行樣品表面或者剖面元素分布成像測量，可結(jié)合高光譜技術(shù)進行礦物建模分析，也可用于驗證高光譜技術(shù)的對于樣芯檢測的準確性。

FireFly元素分布成像快速分析系統(tǒng)及結(jié)果

定制化室內(nèi)及野外掃描平臺： 掃描平臺類型多樣，可根據(jù)用戶需求與各類傳感器技術(shù)組成不同的方案，如一站式多樣芯成像分析系統(tǒng)，定制實驗室掃描平臺，一次搭載VNIR、SWIR、MWIR 和 LWIR 等多款高光譜相機，同時可選配Thermo-RGB相機、顯微級高光譜成像鏡頭，分辨率蕞高可達10μm，清晰識別微小礦物成分，一次掃描即可全方位記錄數(shù)據(jù)。

實驗室多樣芯掃描成像分析平臺，配備SpectraScan高精度專 利移動掃描平臺，掃描精度優(yōu)于1mm，掃描面積可定制；支持無線操控，支持組合命令，自動運行

 不同類型的室內(nèi)掃描平臺，從左至右依次為：傳送帶版、小面積臺式版、大面積高通量版

實驗室單樣芯掃描成像分析平臺，日記錄量>100m，適合小規(guī)模巖芯記錄工作，可根據(jù)用戶需求定制不同類型不同規(guī)格的單樣芯成像系統(tǒng)；

野外掃描成像分析平臺，涵蓋了陸地便攜式掃描平臺和航空遙感平臺，陸地掃描平臺輕便、可折疊，適用于旋轉(zhuǎn)掃描大范圍固定目標；有人機或高載重無人機遙感平臺可搭載大型高光譜傳感器，進行高通量、大尺度的高光譜地面數(shù)據(jù)采集

 不同類型的野外掃描平臺，(a) RS室外旋轉(zhuǎn)掃描平臺；(b) PhenoPlot輕便型移動掃描平臺；(c)大型有人機遙感平臺；(d)Ecodrone? UAS 8pro無人機遙感平臺（載重量超過20kg）

案例1：礦物蝕變檢測

       熱液蝕變是一個復雜的地質(zhì)過程，它不僅塑造了地球的巖石圈結(jié)構(gòu)，還為人類提供了豐富的礦產(chǎn)資源和地熱能源，通過熱液的運移和反應(yīng)，可以富集并形成金屬礦床、非金屬礦床等重要礦產(chǎn)資源。

       德國弗萊貝格資源技術(shù)研究所的研究人員對某盆地銅礦床的鉆孔巖心進行了高光譜成像研究，并與元素分析方法相結(jié)合，分析巖石樣本中的主要礦物成分。結(jié)果顯示，與氧化鐵、高嶺石、硫酸鹽和碳酸鹽相關(guān)的光譜特征被成功地識別和繪制，高光譜成像技術(shù)可以幫助研究者確定不同的熱液蝕變標志，清楚地區(qū)分出兩種礦物學上截然不同的蝕變風格(赤鐵礦和碳酸鐵)，為地質(zhì)學家提供了更多的信息和工具來更好地理解地球內(nèi)部的結(jié)構(gòu)和演化過程。

微X射線熒光成像(μXRF)數(shù)據(jù)對高光譜成像(HSI)數(shù)據(jù)進行驗證對照：(a) 樣品1的HSI數(shù)據(jù) (b)樣品1的μXRF數(shù)據(jù) (c)樣品2的HSI數(shù)據(jù) (d) 樣品2的μXRF數(shù)據(jù)  

左圖：(a)巖芯131三個不同深度樣品的定量x射線粉末衍射結(jié)果；(b)KI（高嶺石指數(shù)）分布圖；(c)銅含量；右圖：巖芯131不同部位的光譜曲線及RGB、Fe2+、Fe3+分布圖

參考文獻：Géring L, et al. Spectral characterisation of hydrothermal alteration associated with sediment-hosted Cu–Ag mineralisation in the central European Kupferschiefer[J]. Solid Earth, 2023.

案例2：土壤有機質(zhì)檢測

       土壤有機質(zhì)檢測對評估土壤肥力、監(jiān)測土壤污染、精 準農(nóng)業(yè)等至關(guān)重要，高光譜成像技術(shù)具備高通量、快速、無損等特點，能夠顯著提升檢測效率及精度，有助于精 準地管理土壤資源，促進農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，維護生態(tài)平衡。

       巴西馬林加州立大學農(nóng)學系的研究人員提取巴拉那州8個不同深度的土壤樣品，采用高光譜成像技術(shù)對土壤有機質(zhì)含量進行預測分析，結(jié)果顯示基于高光譜數(shù)據(jù)的預測結(jié)果與化學分析方法獲取的土壤SOM（有機質(zhì)）含量相關(guān)系數(shù)達到0.75，驗證了高光譜成像技術(shù)是高效準確檢測土壤有機質(zhì)的有力手段。

左圖：數(shù)據(jù)采集及處理流程圖；右圖：PLSR模型的統(tǒng)計參數(shù)及基于該模型的土壤有機質(zhì)預測結(jié)果

參考文獻：Reis A S, et al. Detection of soil organic matter using hyperspectral imaging sensor combined with multivariate regression modeling procedures[J]. Remote Sensing Applications: Society and Environment, 2021.

       北京易科泰生態(tài)技術(shù)有限公司長期致力于生態(tài)-農(nóng)業(yè)-健康領(lǐng)域儀器的研發(fā)、應(yīng)用與推廣，為巖礦勘探、礦石檢測、土壤檢測、海洋湖泊沉積物分析等研究提供從實驗室到野外，從地面到無人機遙感全方位解決方案。