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什么是光谱成像技术?光谱成像技术怎么分类?

发布时间:2023-03-27
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​什么是光谱成像技术?光谱成像技术是将传统的二维成像技术和光谱技术有机结合在一起从而获得数据立方体的一门新兴技术,具有空间可识别性、超多波段、光谱分辨率高以及图谱合一等优点。根据其光谱分辨率的不同,可分为多光谱成像技术、高光谱成像技术和超光谱成像技术三大类。本文做了具体的介绍。

什么是光谱成像技术?光谱成像技术是将传统的二维成像技术和光谱技术有机结合在一起从而获得数据立方体的一门新兴技术,具有空间可识别性、超多波段、光谱分辨率高以及图谱合一等优点。根据其光谱分辨率的不同,可分为多光谱成像技术、高光谱成像技术和超光谱成像技术三大类。本文做了具体的介绍。

高光谱成像仪

什么是光谱成像技术?

光谱成像技术最早起源于遥感领域,并于20世纪80年代由美国喷气推进实验室(JPL)正式提出。该技术集光学、光谱学、精密机械、光电子学、电子学、信息处理、计算机科学等领域的先进技术于一体,将传统二维成像技术与一维光谱技术相结合,利用物质光谱特有的不同物不同谱,同物一定同谱的“指纹效应”,对获取的由目标景物的二维空间信息和随波长分布的一维光谱信息组成的“数据立方体”进行分析,在得到目标景物大致轮廓的同时获得其内部结构及组成成分。光谱成像技术与传统成像技术相比,具有波段多(光谱通道可达数百甚至上千个)的突出优点。由于该技术满足了人们对于同时获取二维空间信息和一维光谱信息的需求,因此该技术在提出至今30多年时间内得到迅速发展并日趋成熟,在遥感、大气环境监测、工业生产、医学、农业、海洋、国防安全等众多领域中发挥重大作用,成为光学探测技术中不可或缺的一部分。


光谱成像技术的类型:

光谱成像技术的分类方法多种多样,根据光谱分辨率的不同,可将光谱成像技术分为多光谱成像技术、高光谱成像技术和超光谱成像技术三大类。

1)多光谱成像技术

波段数为几个或几十个,且光谱通道是不连续的;光谱分辨率在10-1λ数量级内(100nm左右),由于其光谱覆盖范围较宽,因此该类技术工作波段通常选择在目标物体辐射特性最突出的范围。该类技术适用于地带分类以及土地使用评估,如“增强型主题测绘仪”、美国陆地卫星TM以及法国SPOT卫星。

2)高光谱成像技术

波段数在几百到一千之间,且多个光谱通道是连续的;光谱分辨率在10-3λ数量级内(10nm左右),即光谱覆盖范围较窄。该技术主要用于农业、森林、土地、海洋等领域,如美国的AVIRIS,该仪器的光谱分辨率为10nm,空间分辨率为20m,所测波段为224个,光谱覆盖范围是0.4~2.5μm。

3)超光谱成像技术

波段数在1000~10000之间,且多个光谱通道是连续的;光谱分辨率在10-3λ数量级内(1nm以下),其光谱覆盖范围最窄,该技术可用于微粒及大气成分研究,如美国国家航空航天局(NASA)研制出的地球同步成像傅里叶变换光谱仪(GIFTS)。

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