推帚式高光谱成像仪的原理及发展趋势

高光谱成像技术的种类繁多，根据光谱信息的获取方式不同可分为三大类，分别是凝视式、摆扫式以及推扫式高光谱成像技术。本文对推帚式高光谱成像仪的原理及发展趋势做了简要的介绍。

推帚式高光谱成像仪的原理：

推帚式成像光谱仪的成像原理图如下图所示，图中的面阵列探测器是二维的，一维是光谱维，一维是空间维，工作方式为推扫式，在探测过程中，地面待测目标的反射光或者自发辐射光经过色散元件后分散成一段段窄波段并聚焦到面阵排列的探测器上。一次扫描可以获得一个空间方向和光谱方向的二维图像，然后再在飞行方向以一定的速度移动就可以得到完整的三维立体图像。使用推扫式的方法进行成像，摄像时间长，明显提高了该系统的空间分辨率和灵敏度。

推帚式高光谱成像仪的发展趋势：

由国内外发展现状来看，推帚式成像光谱仪代表了今后的发展方向，是未来机载和星载仪器的最佳选择。预计它将在以下方面获得进一步的发展：

1.短波红外、热红外高光谱系统与当前可见、近红外系统集成，进一步扩大光谱覆盖范围。

2.与其他种类传感器（例如：扫描激光雷达和高分辨率线扫描相机）融合，从各个角度获得尽可能全面的物理世界信息。

3.为满足操作程序的吞吐量和费用要求，发展大规模处理能力，打破数据处理能力和存储能力的瓶颈。

4.发展鲁棒的、“聪明的”算法，以便在各种观测条件下（例如：多云和变化的太阳角）获得稳定可靠的高质量信息产品。

5.非常紧凑的、低成本的专用传感器系统。这种最优化的系统对于每种专门的用途具有固定的、方便的操作，可能是按键操作或自动化处理。

同时具有高光谱分辨率和高空间分辨率的集成系统是下一代实用型光学遥感设备的发展趋势。线阵高空间分辨率的成像仪的视场角较大，一般可以达到64°以上。作为匹配使用的高光谱成像仪也必须达到相应的视场角，才能达到高效率获取数据和使高空间和高光谱数据配合使用的目的。