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利用機載高光譜成像檢測瀝青路面的抗滑性
發布時間： 2018-12-17 點擊次數： 2799次抗滑性是城市道路交通安全的一個關鍵因素，也是衡量路面對車輛滑動或打滑阻力的因素。這種力對于提供車輛控制和緊急停止所需的輪胎－路面抓地力至關重要。用于測量防滑性的物理性質被稱為動態摩擦系數（DFC），其量化了在車輛移動時道路與輪胎表面之間的摩擦。具有低DFC的路段顯著延長通過車輛的停止距離，以及減少駕駛員對車輛的控制。這可能會導致事故發生的可能性越來越大，因此DFC被認為是衡量道路財產安全的關鍵。
新建的道路表現出高摩擦力，而較舊的道路會受到老化影響，導致結構損壞和組成發生變化，路面摩擦力降低。這些影響是通過車輛機械造成的，以及改變瀝青路面表面特性（溫度，灰塵，雨，雪和氧化）的環境造成的。此外，摩擦損失也可能由輪胎腐蝕引起，在路面上留下打滑痕跡。
以色列特拉維夫大學研究人員利用Specim高光譜成像系統進行機載評估和檢測瀝青路面的抗滑性，其研究結果發表在2018年3月的《Remote Sensing》雜志。
文章對3個不同主要道路（1號、3號、424號），在不同時期鋪設，使用不同類型的瀝青混合物并承載不同的運輸負荷，表現出各種老化和摩擦條件的道路進行檢測。
在SWIR-2區，正負系數均可見，在2340和2380nm處有兩個強峰（符號相反），分別歸屬于碳酸鹽和聚合物。SWIR-2中剩余的高正值位置表明含有有機化合物（如油、汽油、滑痕）等在裂縫中或粘附到路面上，從而減少摩擦。在VNIR范圍內，通常可以檢測到金屬氧化物以及表面的紋理。氧化物可能來源于道路暴露、道路隨時間的氧化或風化堆積過程。表面紋理或顆粒大小將在此范圍內產生影響，因為較大的顆粒將等于較低的反照率，而較小的顆粒將增加反照率。這種機制發生在老化效應的早期階段，當瀝青被壓實但沒有其他物質侵蝕時。
研究區域的道路摩擦系數圖（高光譜）
瀝青路面的摩擦通過使用Dynatest的標準化技術測量系統與高光譜機載測量方法，兩者均出現相同的顯著結果。因此利用機載高光譜圖像測量來提供更廣泛的道路狀況檢測是可行的。它可以成為一種實用的操作方法，以協助道路監測。
與傳統汽車測量方法相比，首先，由于車載光譜儀具有非常小的測量面積，測量是在運動過程中進行的，因此機載高光譜獲得的數據具有更大的動態范圍；第二，汽車測量系統在道路表面產生非恒定的照明條件，并且僅在單側行駛時操作，因此使用機載高光譜系統是更現實的；第三，執行空中高光譜運動來繪制整個大都市的地圖只需要幾個星期，相比之下，使用汽車系統測量需幾個月；第四，機載系統沒有區域限制，可以在城市環境和其他汽車不能達到的環境中操作。
北京易科泰生態技術有限公司提供多種型號的Specim高光譜成像儀，Specim IQ手持式高光譜成像儀、FX10/FX17輕便型高光譜成像儀、SisuCHEMA高光譜掃描成像分析系統等，其應用領域非常廣泛，植物表型、根系、動物、食品、藝術品等檢測，還可與EcoDrone無人機遙感系統結合使用，對生態環境、植被覆蓋、道路等進行檢測。