高光谱成像技术的行业应用

高光谱成像技术是一种将光谱技术和成像技术相结合的创新技术。那么，高光谱成像技术有什么用呢？本文简单介绍了高光谱成像技术的行业应用。

一、精准农业

1.育种

捕捉作物的抗胁迫、病虫害、产量等特性，海量材料种筛选优秀样本，助力科学育种

2. 种植

精准识别作物生长状态、病虫害发生情况、杂草情况、干旱情况及土壤养分含量，实现作物营养缺乏、病虫害的早期预警与精准施肥、施药。

3. 保险

农业保险地块的图谱留底，灾后勘察、定损，以及灾后救助等。

4. 农产品

准确、快速、无损地获取农产品的品质特性。

果蔬产品：外观的形状大小、色泽、硬度、缺陷及污染物等物理属性，以及糖度、酸度、水分、SSC等化学属性；

谷类产品：玉米、大米、小麦等，主要检测其水分、淀粉、蛋白质等化学属性；

肉类产品：嫩度和水分、蛋白质等化学属性。

二、林业草原

高光谱成像技术可以快速、简便、大面积、无破坏、客观地监测林业草原作物的长势、作物分类、病虫害、灾情等情况，为森林经营与管理提供了一种实时而科学的新技术手段。

广泛应用于：森林调查、数字林场运维、火险预警、草原摸底调查、草原常态巡查、草原修复和湿地保护等方面。

三、环境监测

高光谱成像技术在环境监测中发挥着不可替代的作用。它能够探测水体污染、大气成分变化、土壤侵蚀等环境问题，通过光谱特征识别出污染物种类及其分布范围。

例如，在水体监测中，该技术可以识别出水体中的藻类爆发、油污染及重金属污染，为环境保护部门提供科学依据，助力生态修复与保护。

四、食品安全

高光谱成像仪可以应用于农药、食品添加剂、食品残留检测污染物，提高食品生产环节食品安全率，确保食品市场正常满足食品安全要求，市场监督管理实现食品安全风险监督，发挥良好的作用。

另外，高光谱成像仪还可以在工业生产中大大提高效率，提供实时的物质分析,以减少生产损失，实现更高品质的产品生产。

五、工业分选

高光谱技术在工业现场实时分拣的发展基于图像和光谱的实时工业分拣，起源于工业色选技术。

现广泛应用于垃圾分类、黑色塑料分选、食品检测、工业分选、医学制药、农业、文物保护、刑侦检测、环境监测等机器视觉检测领域。

六、生物医学

高光谱成像技术为生物医学领域的基因、分子、蛋白、组织等各种对象提供快速、无损、非标记的检测，同时利用光谱数据获得的综合信息开展物质分子成分的定性、定量检测，相关疾病的光谱诊断及人体健康状况综合检测与评估。

HSI在非侵入性癌症检测、糖尿病足溃疡、心脏和循环系统病理学及其他疾病检测、手术指导等方面发挥了重要作用，在医学诊断和临床研究领域展现了巨大的应用潜力。

七、文物保护

与传统的文物保护、考古方法相比，高光谱成像技术具有实时获取大范围数据，成本低，对监测对象无破坏等特点。

可以对各种文物古董、壁画，纺织品，书法绘画等进行高光谱成像、颜料种类分析与识别、隐藏信息提取即修复信息提取，为文物资源数字化提供文物表面物理、化学属性信息。

八、矿产能源

高光谱主要应用于矿产和电力能源领域。

矿产资源：能够准确、详细地反映地质和矿产资源的纹理特征，可为矿产资源调查提供重要依据与线索，主要用于矿产勘探、天然气油田勘探、矿物填图、植被生化参数探测和大气参数反演等

电力能源：高光谱独有的数百个光谱通道，赋能电力能源运维工作数字化、智能化发展，包括主网通道巡检、杆塔精细化巡检、光伏电站运维、输油管道巡查等

九、军事侦查

在军事侦察领域，利用高光谱遥感可以进行伪装识别和战场环境侦察，根据目标的不同光谱特征，可以获得目标表面的成分和状态。

图为：高光谱侦查机动车辆

利用AVIRIS、CASI或Hyperion的机载和空间反射光谱数据，可以从伪装材料和背景中检测和识别绿色植被和沙漠中伪装和隐身的真实军事目标（军用车辆或导弹发射架）。