超光譜成像儀

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超光譜成像儀‌是一種具有極高光譜分辨率的成像光譜議。

目錄

核心特點

‌光譜分辨率極高‌：光譜分辨率在δλ/λ=0.001數量級，這樣的傳感器在可見光和近紅外區域可達數千個波段‌。

‌波段範圍寬‌：例如，TRW公司研製的超光譜成像儀TRWIS-3的波段範圍從0.4μm到2.5μm，具有384個連續光譜通道。

應用領域

超光譜成像儀在軍事和民用方面都有極高的應用價值，能夠獲取豐富的圖像和光譜信息，為各種目標識別、監測和分析提供有力支持。

技術原理

超光譜成像儀將成像和光譜技術相結合，每個像素點都包含着連續的光譜信息。通過光譜信息的分離，可以得到一系列連續窄波段的光譜信息，每個窄波段的光譜信息都能組合成該波段的圖像，提供樣品在該光譜波段的結構信息。

發展背景

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超光譜成像技術是高光譜成像技術的進一步發展，光譜分辨率更高，能夠獲取更多的光譜信息。隨着光譜技術和成像技術的不斷發展，超光譜成像儀的性能也在不斷提升，應用領域也在不斷擴大。

綜上所述，超光譜成像儀是一種具有極高光譜分辨率和廣泛應用價值的成像光譜儀，能夠為各種目標識別、監測和分析提供有力支持。

相關諮詢

高光譜，多光譜及超光譜的區別？

高光譜成像是新一代光電檢測技術，興起於20世紀80年代，目前仍在迅猛發展巾。高光譜成像是相對多光譜成像而言，通過高光譜成像方法獲得的高光譜圖像與通過多光譜成像獲取的多光譜圖像相比具有更豐富的圖像和光譜信息。如果根據傳感器的光譜分辨率對光譜成像技術進行分類，光譜成像技術一般可分成3類：

①多光譜成像——光譜分辨率在delta_lambda/lambda=0.1數量級，這樣的傳感器在可見光和近紅外區域一般只有幾個波段。

②高光譜成像——光譜分辨率在delta_lambda/lambda=0.01數量級，這樣的傳感器在可見光和近紅外區域有幾卜到數百個波段，光譜分辨率可達nm級。

③超光譜成像——光譜分辨率在delta_lambda/lambda=0.001數量級，這樣的傳感器在可見光和近紅外區域可達數千個波段。

眾所周知，光譜分析是自然科學中一種重要的研究手段，光譜技術能檢測到被測物體的物理結構、化學成分等指標。光譜評價是基於點測量，而圖像測量是基於空間特性變化，兩者各有其優缺點。因此，可以說光譜成像技術是光譜分析技術和圖像分析技術發展的必然結果，是二者完美結合的產物。光譜成像技術不僅具有光譜分辨能力，還具有圖像分辨能力，利用光譜成像技術不僅可以對待檢測物體進行定性和定量分析，而且還能進對其進行定位分析。

高光譜成像系統的主要工作部件是成像光譜儀，它是一種新型傳感器，20世紀80年代初正式開始研製，研製這類儀器的目的是為獲取大量窄波段連續光譜圖像數據，使每個像元具有幾乎連續的光譜數據。它是一系列光波波長處的光學圖像，通常包含數十到數百個波段，光譜分辨率一般為1～l0nm。由於高光譜成像所獲得的高光譜圖像能對圖像中的每個像素提供一條幾乎連續的光譜曲線，其在待測物上獲得空間信息的同時又能獲得比多光譜更為豐富光譜數據信息，這些數據信息可用來生成複雜模型，來進行判別、分類、識別圖像中的材料。

通過高光譜成像獲取待測物的高光譜圖像包含了待測物的豐富的空間、光譜和輻射三重信息。這些信息不僅表現了地物空間分布的影像特徵，同時也可能以其中某一像元或像元組為目標獲取它們的輻射強度以及光譜特徵。影像、輻射與光譜是高光譜圖像中的3個重要特徵，這3個特徵的有機結合就是高光譜圖像。

高光譜圖像數據為數據立方體(cube)。通常圖像像素的橫坐標和縱坐標分別用z和Y來表示，光譜的波長信息以(Z即軸)表示。該數據立方體由沿着光譜軸的以一定光譜分辨率間隔的連續二維圖像組成。