Entsprechend den Anforderungen der multimodalen kooperativen Erkennung in luftgestützter Fernerkundung wurde ein multidimensionales optisches Podsystem entworfen und realisiert, das snapshot-fähige multispektrale und thermisch-infrarot Bildgebungsfähigkeiten integriert. Das System verwendet ein snapshot-multispektrales Bildgebungssystem mit pixelgenauem Mosaikfilter. Durch das Kooperationsdesign von zwei Kameras wurden 18 diskrete spektrale Kanäle im sichtbaren und nahinfraroten Bereich aufgebaut, die zwei Spektralbereiche von 480~600 nm und 650~800 nm abdecken. Es wird eine 3×3-Pixel-Mosaik-Sampling-Struktur verwendet; unter der Bedingung der Zusammenführung von 2×2 Pixeln kann die effektive Auflösung eines einzelnen Kanals 680×510 erreichen, die äquivalente Pixelgröße beträgt 6,8 μm, was eine multispektrale Videoaufnahme ermöglicht. Gleichzeitig ist eine thermisch-infrarote Bildlast integriert, um eine synchrone Erfassung multimodaler Daten zu realisieren. Für mehrquellige heterogene Daten wurde ein Datenverarbeitungsprozess entwickelt, der geometrische Registrierung, spektrale Merkmalserweiterung, Hauptkomponentenanalyse zur Dimensionsreduktion und unüberwachtes K-Means-Clustering kombiniert und thermisch-infrarote Informationen in den Merkmalsraum der Hauptkomponenten einführt, um die Diskriminierbarkeit von Geländeobjekten zu verbessern. Experimentelle Ergebnisse zeigen eine gute Übereinstimmung der zentralen Wellenlängen der multispektralen Kanäle mit den Auslegungswerten, die spektrale Bandbreite beträgt etwa 2 % der zentralen Wellenlänge, die Korrelationskoeffizienten der linearen Strahlungskalibrierung liegen alle nahe bei 1, das System zeigt eine stabile und zuverlässige Reaktion. In typischen Anwendungen verbessert die Fusion der thermisch-infraroten Informationen effektiv die Integrität von Gewässergrenzen, die Wirksamkeit der Vegetationserkennung und die Genauigkeit der Geländeobjektklassifikation. Die Intersection-over-Union-Werte zweier repräsentativer Szenarien steigen um 2,7 % bzw. 6,6 %, der Dice-Koeffizient um 1,7 % bzw. 4,5 %. Die Ergebnisse zeigen, dass dieses multimodale optische Podsystem ein gutes Anwendungspotenzial in der Untersuchung natürlicher Ressourcen und der ökologischen Umweltüberwachung besitzt.

luftgestützte Fernerkundung; multimodale kooperative Erkennung; optischer Pod; snapshot-multispektral; pixelgenauer Mosaikfilter; Wärmebildgebung; Geländeobjektklassifikation