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高光谱成像仪有哪些类型?不同类型有什么特点?

发布时间:2023-04-27
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高光谱成像仪​是将图像技术与光谱技术融合在一起,具有“图谱合一”的特点,其中图像信息可以检测产品的外部品质,光谱信息则可用于产品内部品质的检测,同时可以将图像信息和光谱信息进行特征融合,以此达到更好的检测效果。本文对高光谱成像仪的主要类型及特点进行了介绍。

高光谱成像仪是将图像技术与光谱技术融合在一起,具有“图谱合一”的特点,其中图像信息可以检测产品的外部品质,光谱信息则可用于产品内部品质的检测,同时可以将图像信息和光谱信息进行特征融合,以此达到更好的检测效果。本文对高光谱成像仪的主要类型及特点进行了介绍。

高光谱成像仪

什么是高光谱技术?

高光谱技术是将传统的图像技术和光谱技术融合在一起,能够获得各个波段上每个像素的光谱强度数据,从而根据地物光谱特征获取物体特征性质及其研究对象的各种信息。其光谱分辨率是在10-2λ数量级范围内,传感器在可见~近红外光谱区域有几十到数百个波段。该技术结合了精密光学技术、光谱仪技术、数据定量化、信息处理技术等先进技术,被广泛应用于航空航天、能源勘探、边防稽私、考古发掘、城市测绘、铁路规划、大气和环境监测等领域。

高光谱成像仪05

高光谱成像仪主要类型及特点:

根据成像方式的不同,高光谱仪分为三大类:推扫型、凝视型、光机扫描。推扫式高光谱成像仪相对较高的灵敏度,它随着搭载平台时刻在运动而探测的目标保持静止,因此大部分都采用此类型的成像仪。凝视型高光谱成像仪的特点是探测灵敏度和光谱分辨率高,但一般适用于短距离的探测,每次需要很长时间成像,这样就浪费了资源,典型的有AOTF型高光谱成像仪;光机扫描型高光谱成像仪的特点是成像视场大,可实时定标,中低分辨率和超大幅宽等,比较适用的机载平台速度应相对较慢,典型的仪器如OMIS和 HyMAP等。

传统遥感的特点是波段较少、光谱分辨率较低、波段在光谱上不连续,光谱覆盖范围少,波段宽一般大于 100nm。和传统遥感相比,高光谱遥感技术具有鲜明的新特点:①波段多;②光谱分辨率高;③波段连续:可以提供几乎连续的光谱;④光谱范围窄:波段范围一般小于10nm;⑤数据量大:随着波段数量的增加,数据量会成指数增加。

随着遥感技术的不断发展,因高光谱技术克服了传统遥感的波段少、光谱分辨率低等方面的局限性,能够更精确的对地物加以细分和鉴别,因此,被广泛地应用在航天航空、军事侦察、环境污染检测、海洋勘测、地震监测等领域。

高光谱成像仪01

高光谱成像仪未来发展趋势:

基于高光谱技术在各个领域的广泛应用,航天高光谱成像技术的应用前景十分广阔,高光谱遥感仪器在很多方面也获得到了提高。例如:分辨率、光谱范围和提取数据的能力等方面,但一方面能力的提高,相关关键技术的进步也要为未来发展提供了保障。但通常在获得很多高光谱图像数据的时,同样面临着处理海量数据的难题。主要原因在于数据压缩和提取方法不是很成熟;比较通用的图像处理系统也相对缺乏,进行分析、存储和显示拍摄的成像光谱数据,这是未来成像光谱仪遥感的主要研究两个方向。

随着分光技术的不断发展,高性能图像传感器也在不断的更新换代,探测器也应继续向大面阵、高精度、高频率方向发展,加上利用先进的信息采集处理技术,使成像光谱仪在幅宽的大小、周期的长短和高分辨率的高低等方面变得更加完美;随着探测器的响应波长不断增加,结合不同波段的光谱仪,从而实现体积小、高配置的高光谱机器。

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