光譜成像技術(shù)是將傳統(tǒng)二維成像技術(shù)和光譜技術(shù)有機(jī)結(jié)合在一起，既可以獲取目標(biāo)物的二維空間信息，又可以獲得一維光譜信息。該技術(shù)具有空間可識(shí)別性、超多波段、高的光譜分辨率、光譜范圍廣和圖譜合一等眾多優(yōu)點(diǎn)。那么，光譜成像技術(shù)根據(jù)光譜分辨率的不同可分為哪些類型？本文對(duì)光譜成像技術(shù)的類型及原理做了詳細(xì)的介紹，感興趣的朋友不妨了解一下！

光譜成像技術(shù)根據(jù)光譜分辨率的不同可分為哪些類型？

光譜成像技術(shù)的分類方法多種多樣，根據(jù)光譜分辨率的不同，可將光譜成像技術(shù)分為多光譜成像技術(shù)、高光譜成像技術(shù)和超光譜成像技術(shù)三大類。

1.多光譜成像技術(shù)

波段數(shù)為幾個(gè)或幾十個(gè)，且光譜通道是不連續(xù)的；光譜分辨率在10-1λ數(shù)量級(jí)內(nèi)（100nm左右），由于其光譜覆蓋范圍較寬，因此該類技術(shù)工作波段通常選擇在目標(biāo)物體輻射特性最突出的范圍。該類技術(shù)適用于地帶分類以及土地使用評(píng)估，如“增強(qiáng)型主題測(cè)繪儀”、美國(guó)陸地衛(wèi)星 TM以及法國(guó) SPOT 衛(wèi)星。

2.高光譜成像技術(shù)

波段數(shù)在幾百到一千之間，且多個(gè)光譜通道是連續(xù)的；光譜分辨率在10-3λ數(shù)量級(jí)內(nèi)（10nm左右），即光譜覆蓋范圍較窄。該技術(shù)主要用于農(nóng)業(yè)、森林、土地、海洋等領(lǐng)域，如美國(guó)的AVIRIS，該儀器的光譜分辨率為10 nm，空間分辨率為20m，所測(cè)波段為224個(gè)，光譜覆蓋范圍是0.4～2.5μm。

4.超光譜成像技術(shù)

波段數(shù)在1000～10000之間，且多個(gè)光譜通道是連續(xù)的；光譜分辨率在10-3λ數(shù)量級(jí)內(nèi)（1nm以下），其光譜覆蓋范圍最窄，該技術(shù)可用于微粒及大氣成分研究，如美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）研制出的地球同步成像傅里葉變換光譜儀（GIFTS）。

光譜成像技術(shù)的成像原理：

光譜根據(jù)分辨率的高低可以將其分成多光譜、高光譜、超光譜三種類型，這三種類型對(duì)應(yīng)的光譜分辨率分別為10-1λ以內(nèi)、10-2λ以內(nèi)、10-3λ以內(nèi)，而高光譜圖像就是由一系列連續(xù)的光波波長(zhǎng)組成的光學(xué)圖像。因此高光譜成像就是指在特定的波長(zhǎng)范圍內(nèi)獲得由一系列連續(xù)的窄波段圖像組成的包含三維圖像數(shù)據(jù)塊的過(guò)程。一個(gè)典型的高光譜數(shù)據(jù)塊示意圖如下圖所示，進(jìn)行高光譜成像時(shí)，成像儀通過(guò)接收被測(cè)物體表面反射和透射光以及在X軸上進(jìn)行分光，在Y軸上進(jìn)行成像，從而獲得包含一維光譜和二維圖像的高光譜三維數(shù)據(jù)塊。通常高光譜的光譜范圍主要包括可見(jiàn)光譜區(qū)域（400～760nm）和近紅外光譜區(qū)域（760～2560nm），目前其光譜分辨率可以達(dá)到2~3nm。在利用高光譜成像技術(shù)在獲得樣品圖像的同時(shí)，還能夠?yàn)閳D像上每個(gè)像素點(diǎn)提供上千個(gè)波長(zhǎng)點(diǎn)的光譜信息，因此包含了樣品內(nèi)部豐富的成分含量信息，可以達(dá)到實(shí)現(xiàn)樣品的成分、含量、空間分布的無(wú)損測(cè)量的目的。

光譜成像技術(shù)的成像系統(tǒng)：

一個(gè)典型的高光譜成像系統(tǒng)主要包含硬件和軟件這兩部分。硬件系統(tǒng)包括：電荷耦合器件探測(cè)器、成像光譜儀、鏡頭、光源及其控制器、可調(diào)載物臺(tái)、移動(dòng)步進(jìn)機(jī)等，而軟件系統(tǒng)包含運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)和圖像采集系統(tǒng)兩部分。通過(guò)將軟硬件進(jìn)行結(jié)合可以對(duì)樣品信息進(jìn)行快速采集，采集過(guò)程如下：首選是將樣品平穩(wěn)放置已調(diào)整好高光譜系統(tǒng)載物平臺(tái)上，而后應(yīng)用運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)啟動(dòng)移動(dòng)步進(jìn)機(jī)，以點(diǎn)掃描、線掃描或者面掃描進(jìn)行圖像的獲取，在圖像采集的過(guò)程中，被測(cè)物體表面的光反射和透射信息被高光譜成像儀接收，從而獲得在平面X軸、Y軸和光波長(zhǎng)入上的三維信息，因此既包含了圖像信息，也包含了光譜信息，而后將采集的圖譜信息儲(chǔ)存在計(jì)算機(jī)中，從而進(jìn)行后續(xù)的數(shù)據(jù)處理和分析。