高光譜成像儀有哪些類型?不同類型有什么特點?
發布時間:2023-04-27
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高光譜成像儀?是將圖像技術與光譜技術融合在一起,具有“圖譜合一”的特點,其中圖像信息可以檢測產品的外部品質,光譜信息則可用于產品內部品質的檢測,同時可以將圖像信息和光譜信息進行特征融合,以此達到更好的檢測效果。本文對高光譜成像儀的主要類型及特點進行了介紹。
高光譜成像儀是將圖像技術與光譜技術融合在一起,具有“圖譜合一”的特點,其中圖像信息可以檢測產品的外部品質,光譜信息則可用于產品內部品質的檢測,同時可以將圖像信息和光譜信息進行特征融合,以此達到更好的檢測效果。本文對高光譜成像儀的主要類型及特點進行了介紹。
什么是高光譜技術?
高光譜技術是將傳統的圖像技術和光譜技術融合在一起,能夠獲得各個波段上每個像素的光譜強度數據,從而根據地物光譜特征獲取物體特征性質及其研究對象的各種信息。其光譜分辨率是在10-2λ數量級范圍內,傳感器在可見~近紅外光譜區域有幾十到數百個波段。該技術結合了精密光學技術、光譜儀技術、數據定量化、信息處理技術等先進技術,被廣泛應用于航空航天、能源勘探、邊防稽私、考古發掘、城市測繪、鐵路規劃、大氣和環境監測等領域。
高光譜成像儀主要類型及特點:
根據成像方式的不同,高光譜儀分為三大類:推掃型、凝視型、光機掃描。推掃式高光譜成像儀相對較高的靈敏度,它隨著搭載平臺時刻在運動而探測的目標保持靜止,因此大部分都采用此類型的成像儀。凝視型高光譜成像儀的特點是探測靈敏度和光譜分辨率高,但一般適用于短距離的探測,每次需要很長時間成像,這樣就浪費了資源,典型的有AOTF型高光譜成像儀;光機掃描型高光譜成像儀的特點是成像視場大,可實時定標,中低分辨率和超大幅寬等,比較適用的機載平臺速度應相對較慢,典型的儀器如OMIS和 HyMAP等。
傳統遙感的特點是波段較少、光譜分辨率較低、波段在光譜上不連續,光譜覆蓋范圍少,波段寬一般大于 100nm。和傳統遙感相比,高光譜遙感技術具有鮮明的新特點:①波段多;②光譜分辨率高;③波段連續:可以提供幾乎連續的光譜;④光譜范圍窄:波段范圍一般小于10nm;⑤數據量大:隨著波段數量的增加,數據量會成指數增加。
隨著遙感技術的不斷發展,因高光譜技術克服了傳統遙感的波段少、光譜分辨率低等方面的局限性,能夠更精確的對地物加以細分和鑒別,因此,被廣泛地應用在航天航空、軍事偵察、環境污染檢測、海洋勘測、地震監測等領域。
高光譜成像儀未來發展趨勢:
基于高光譜技術在各個領域的廣泛應用,航天高光譜成像技術的應用前景十分廣闊,高光譜遙感儀器在很多方面也獲得到了提高。例如:分辨率、光譜范圍和提取數據的能力等方面,但一方面能力的提高,相關關鍵技術的進步也要為未來發展提供了保障。但通常在獲得很多高光譜圖像數據的時,同樣面臨著處理海量數據的難題。主要原因在于數據壓縮和提取方法不是很成熟;比較通用的圖像處理系統也相對缺乏,進行分析、存儲和顯示拍攝的成像光譜數據,這是未來成像光譜儀遙感的主要研究兩個方向。
隨著分光技術的不斷發展,高性能圖像傳感器也在不斷的更新換代,探測器也應繼續向大面陣、高精度、高頻率方向發展,加上利用先進的信息采集處理技術,使成像光譜儀在幅寬的大小、周期的長短和高分辨率的高低等方面變得更加完美;隨著探測器的響應波長不斷增加,結合不同波段的光譜儀,從而實現體積小、高配置的高光譜機器。
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