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高光谱成像仪有何应用?高光谱成像仪的发展趋势是怎样的?

发布时间:2023-08-04
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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。那么,高光谱成像仪有何应用?高光谱成像仪的发展趋势是怎样的?

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。那么,高光谱成像仪有何应用?高光谱成像仪的发展趋势是怎样的?

高光谱成像仪

高光谱成像仪的应用:

1.精准农业

农业攸关国计民生,农业信息至关重要。高光谱遥感技术的发展为遥感信息定量应用开辟了新的领域,并逐渐成为新兴的精准农业最重要的技术手段之一。高光谱遥感技术可以准确获得植物的精细光谱信息,建立监测模型,从而能够精准监测作物的类型及播种面积、作物的生长环境及病虫害、作物生理生化性状、作物长势和产量品质等,促进了农业的科学化管理和实现高产优质,为作物的科学管理和高产高效提供技术保障。

2.植被调查

高光谱可用来估计一些森林物理参数,如叶面积指数(LAI)、材积、密度、森林覆盖度、树高等。LAI是植被重要的生物物理参数和植物生态研究中的一个重要指标,它与生物量、植被长势均密切相关。过去应用遥感方法估计森林LAI的研究主要局限于一些相对较宽的波段的多光谱数据,精度不高,原因之一是宽波段高光谱遥感数据中往往混有相当比例的非植物光谱,致使各种植被指数与LAI的关系不紧密,而这种非植物光谱在高光谱遥感中采用光谱微分技术可以得到有效抑制,从而提高遥感数据LAI的相关性。

3.岩矿探测

与多光谱遥感相比,高光谱遥感能够以更高的光谱分辨率提取地物的诊断性光谱特征,这使得在多光谱遥感中不可区分的岩石和矿物光谱,可在高光谱遥感中得到精确识别。利用高光谱遥感识别岩矿,能够直接提供同矿床成矿和蚀变相关的矿物种类、分布以及丰度信息。基于这些岩矿信息,可以有效地圈定相关矿产资源的勘探范围,实现矿产资源大面积快速勘查。

4.水体水质调查

随着经济发展和人类活动的不断扩张,各种水体的水质状况越来越受到影响,水环境监测已刻不容缓。20世纪70年代开始,一些国家应用航空遥感监测海岸带污染,应用卫星遥感监测区域性的海上溢油、赤潮事件。赤潮水体与正常水体的光谱曲线形状在700nm附近有所不同,差异表现在是否存在中心波长大于685nm的荧光峰,即赤潮水体的特征反射峰。宽光谱波段不能有效捕捉水体复杂的光谱特性,而高光谱遥感数据具有较高的空间分辨率和连续的光谱信息,能进行有效的水体水色因子探测及提高光学水质参数反,演精度。

5.大气科学研究

高光谱遥感技术在大气研究中的突出应用是云盖制图、云顶高度与云层状态参数估算、大气水汽含量与分布估算、气溶胶含量估计与大气光学特性评价等。利用高光谱成像技术,在准确探测大气成分的基础上,能提高天气预报、灾害预警等的准确性与可靠性。


高光谱成像仪的发展趋势:

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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