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利用高光譜激光雷達監測昆蟲多樣性
高光譜激光雷達通過分析翅膀的干擾模式，提供了一種實時監測昆蟲多樣性的革命性方法。
隆德大學、Norsk Elektro Optikk和FaunaPhotonics合作使用NKT Photonics SuperK FIANIUM超連續譜光源證明了這一點。新方法在環境監測的其他領域也有潛在的應用，如植被、氣體和顆粒物的傳感。
昆蟲數量的減少威脅著我們的生態系統
昆蟲通過幫助作物授粉、分解和營養循環，在我們的生態系統中發揮著至關重要的作用。然而，我們正在目睹昆蟲數量和物種多樣性的下降。
它們消失的主要原因是棲息地的喪失、殺蟲劑的使用和氣候變化。在全球范圍內，我們實施保護昆蟲及其棲息地的戰略，并采取后續行動，看看我們是否成功。
“停止生物多樣性喪失”是聯合國的世界目標之一。但是，你是如何對自由飛行的昆蟲進行計數和分類的呢？
你怎么計算自由飛行的昆蟲？
想象一下，拿著蝴蝶網站在草地上�，F在，捕捉并統計一平方公里內的所有昆蟲，并確定所有物種。不那么容易。傳統上，我們通過捕捉和分析昆蟲來監測昆蟲，這既耗時又昂貴。
機器視覺和分布式傳感器也被用于昆蟲監測。然而，由于快速移動的昆蟲和需要監測的大面積區域，出現了焦點問題和運動模糊等挑戰。昆蟲不依賴圖像，而是可以根據它們飛行時發出的聲音進行分類，這有助于克服聚焦和運動模糊的挑戰。
瑞典隆德的團隊開發了一種高光譜激光雷達（光探測和測距）解決方案，該解決方案可以計數昆蟲，及時解決它們的翅膀跳動，同時解決亞微米翅膀中的光譜干擾，以區分物種。
使用翅膀干涉圖案對昆蟲進行分類
高光譜激光雷達發射激光以創建1D、2D或3D地圖，其中探測器體積內的每個點都包含來自多種波長光的反向散射強度。在昆蟲監測的情況下，通常使用1D樣條。昆蟲通過一個固定的激光束，該激光束記錄到昆蟲的距離和反射光譜。
昆蟲的翅膀是薄的膜。當激光照射到昆蟲翅膀上時，一些光從第一表面反射，一些光在穿過翅膀后從第二表面反射。這將創建稱為機翼干涉圖案的圖案。每個物種都有特定的翅膀拍頻和翅膀干擾模式，可以用來區分它們。這使得在其自然棲息地區分數百種自由飛行的昆蟲成為可能。
該研究小組發明了一種設備，可以以10納米的精度測量機翼的不均勻性以及機翼厚度。他們將其與描述翅膀如何移動的模型相結合，從而獲得一種全新的昆蟲識別方法。
他們目前的方法可以以每秒600個高光譜回波的速度檢測數百米以上的所有昆蟲。
實驗室記錄。a） 豆娘的翅膀在鏡面照明下顯得有光澤；在一些翼點上可以看到結構色。b、 c）通過紅外高光譜成像獲得同一機翼在共極化和去極化（波段選擇：藍色@1250 nm，綠色@1700 nm，紅色@2300 nm）中的假彩色圖像。d） 機翼厚度和調制深度圖。e） 來自薄區域和厚區域的選定橙色和綠色圈出的機翼像素的條紋示例，以及來自整個機翼的有效條紋（藍線）。示出了厚度d和調制深度M。去偏振反射的缺失表明該現象是高度相干的。f） 檢查機翼的厚度直方圖。出版物標題。
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