高光谱成像仪有几种成像方式？分别什么特点？

高光谱成像仪有几种成像方式？高光谱成像仪根据成像方式的不同，可以分为不同的类型，常见的有推扫式、摆扫式和凝视式，不同的分光方式其原理和特点存在差异。本文对高光谱成像仪推扫式、摆扫式和凝视式的原理及特点做了介绍。

推扫式成像：

推扫式成像原理：推扫式高光谱成像仪利用线阵探测器进行成像。在成像过程中，仪器在垂直于飞行方向（或扫描方向）上排列有多个探测单元的线阵探测器，一次获取一行像元的图像信息，同时平台（如飞机、卫星等）沿飞行方向移动，随着平台的移动，逐行获取目标区域的图像，最终拼接成完整的二维图像，并在光谱维度上获取多个波段的信息，形成高光谱数据立方体。

推扫式成像特点：这种成像方式具有较高的空间分辨率和光谱分辨率，能够快速获取大面积的高光谱图像数据。但对平台的稳定性要求较高，平台的抖动可能会影响图像的拼接精度和数据质量。此外，推扫式成像在成像过程中，对目标场景的变化较为敏感，如果目标场景在推扫过程中发生变化，可能会导致图像出现模糊或失真。

摆扫式成像：

摆扫式成像原理：摆扫式高光谱成像仪通过摆镜的摆动来实现对目标区域的扫描成像。摆镜在一定角度范围内来回摆动，将目标区域的光线依次反射到光谱仪中进行分光和探测。在每次摆镜摆动的过程中，获取一条扫描线的图像信息，随着摆镜的不断摆动，逐行获取目标区域的图像，最终形成高光谱图像数据。

摆扫式成像特点：摆扫式成像可以实现较大范围的扫描，能够覆盖较大的视场角。然而，摆扫式成像的速度相对较慢，且摆镜的机械运动容易引入振动和误差，影响图像的质量和数据的准确性。此外，摆镜在摆动过程中，由于扫描速度的变化，可能会导致图像的几何变形，需要进行复杂的校正处理。

凝视式成像：

凝视式成像原理：凝视式高光谱成像仪采用面阵探测器，一次曝光即可获取目标区域的二维图像信息，同时通过光谱分光系统（如干涉仪、滤光片等）获取不同光谱波段的信息，从而形成高光谱数据立方体。这种成像方式不需要平台的移动或摆镜的摆动，直接对目标区域进行凝视观测。

凝视式成像特点：凝视式成像速度快，能够实时获取高光谱图像数据，适用于对动态目标或快速变化场景的观测。而且由于不需要机械扫描部件，避免了机械运动带来的误差和振动问题，具有较高的稳定性和可靠性。但目前凝视式高光谱成像仪的光谱分辨率和空间分辨率相对较低，且面阵探测器的成本较高，限制了其广泛应用。

除了以上三种常见的成像方式外，还有一些新型的高光谱成像技术正在不断发展，如快照式高光谱成像等，这些新技术旨在克服传统成像方式的不足，进一步提高高光谱成像的性能和应用范围。