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多光谱、超光谱成像技术的原理和区别

发布时间:2023-09-15
浏览次数:295

多光谱、超光谱成像技术是一种新颖的多维成像技术,由光学二维成像技术和光谱分析技术相结合而形成,可以同时探测到目标的空间信息和光谱信息,已被广泛的应用于精细农业、地质勘查等领域。本文对多光谱、超光谱成像技术的原理和区别作了介绍,对此感兴趣的朋友可以了解一下!

多光谱、超光谱成像技术是一种新颖的多维成像技术,由光学二维成像技术和光谱分析技术相结合而形成,可以同时探测到目标的空间信息和光谱信息,已被广泛的应用于精细农业、地质勘查等领域。本文对多光谱、超光谱成像技术的原理和区别作了介绍,对此感兴趣的朋友可以了解一下!

高光谱成像仪

多光谱、超光谱成像技术的原理:

多光谱、超光谱成像技术不同于传统的单一宽波段成像技术,而是将成像技术和光谱测量技术相结合,获取的信息不仅包括二维空间信息,还包含随波长分布的光谱辐射信息,形成所谓的“数据立方”,如下图所示。丰富的目标光谱信息结合目标空间影像极大提高了目标探测的准确性、扩展了传统探测技术的功能。

超光谱成像的“数据立方”

多光谱、超光谱成像技术区别与联系:

多光谱探测技术采用的工作波段较少,一般为10~20个,光谱分辨率在△λ/λ=0.1左右。超光谱探测技术采用更多的工作波段,一般为100~200个,光谱分辨率在△λ/λ=0.01左右。随着技术的进步,已经出现了超高光谱探测技术的概念,即工作波段达到约1000个,Δλ/λ<0.001。

超光谱探测技术的工作波段比多光谱探测技术多,但并不意味前者优于后者,它们各有不同的适用场合。多光谱探测设备往往为特定的应用而设计,工作波段数目和宽度都是经过事先优化选择的,适用于一个场合的设备通常不适用其他场合。超光谱探测设备有更高的光谱分辨率,可用于多种工作场合,有更强的适应性,可作为多光谱探测设备波段选择的研究工具。但是,对于特定的工作环境和对象,采用多光谱探测技术更经济、简便,信噪比更高,数据处理更简单。


多光谱、超光谱工作光谱取的应用:

光谱成像技术可根据不同的需要应用于可见/近红外波段(0.35~2.5μm)、中波红外波段(3~5μm)、长波红外波段(8~μm)等光谱范围。

可见/近红外波段是太阳反射光谱区,在该波段探测地表物体的反射可以获取土壤类型、水体特性、植被分布及军事装备、军队部署等信息;中波红外波段可用于探测飞机尾喷气流、爆炸气体等高温物体的辐射光谱特征;长波红外波段则是实现昼夜战场侦查、监视,识别伪目标、消除背景干扰的主要工作波段,并且也是多种化学物质的特征吸收光谱所在区,可用于生化战剂的探测。

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