高光譜成像儀是將圖像技術(shù)與光譜技術(shù)融合在一起，具有“圖譜合一”的特點(diǎn)，其中圖像信息可以檢測(cè)產(chǎn)品的外部品質(zhì)，光譜信息則可用于產(chǎn)品內(nèi)部品質(zhì)的檢測(cè)，同時(shí)可以將圖像信息和光譜信息進(jìn)行特征融合，以此達(dá)到更好的檢測(cè)效果。本文對(duì)高光譜成像儀的主要類型及特點(diǎn)進(jìn)行了介紹。

什么是高光譜技術(shù)？

高光譜技術(shù)是將傳統(tǒng)的圖像技術(shù)和光譜技術(shù)融合在一起，能夠獲得各個(gè)波段上每個(gè)像素的光譜強(qiáng)度數(shù)據(jù)，從而根據(jù)地物光譜特征獲取物體特征性質(zhì)及其研究對(duì)象的各種信息。其光譜分辨率是在10-2λ數(shù)量級(jí)范圍內(nèi)，傳感器在可見~近紅外光譜區(qū)域有幾十到數(shù)百個(gè)波段。該技術(shù)結(jié)合了精密光學(xué)技術(shù)、光譜儀技術(shù)、數(shù)據(jù)定量化、信息處理技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)，被廣泛應(yīng)用于航空航天、能源勘探、邊防稽私、考古發(fā)掘、城市測(cè)繪、鐵路規(guī)劃、大氣和環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域。

高光譜成像儀主要類型及特點(diǎn)：

根據(jù)成像方式的不同，高光譜儀分為三大類：推掃型、凝視型、光機(jī)掃描。推掃式高光譜成像儀相對(duì)較高的靈敏度，它隨著搭載平臺(tái)時(shí)刻在運(yùn)動(dòng)而探測(cè)的目標(biāo)保持靜止，因此大部分都采用此類型的成像儀。凝視型高光譜成像儀的特點(diǎn)是探測(cè)靈敏度和光譜分辨率高，但一般適用于短距離的探測(cè)，每次需要很長(zhǎng)時(shí)間成像，這樣就浪費(fèi)了資源，典型的有AOTF型高光譜成像儀；光機(jī)掃描型高光譜成像儀的特點(diǎn)是成像視場(chǎng)大，可實(shí)時(shí)定標(biāo)，中低分辨率和超大幅寬等，比較適用的機(jī)載平臺(tái)速度應(yīng)相對(duì)較慢，典型的儀器如OMIS和 HyMAP等。

傳統(tǒng)遙感的特點(diǎn)是波段較少、光譜分辨率較低、波段在光譜上不連續(xù)，光譜覆蓋范圍少，波段寬一般大于 100nm。和傳統(tǒng)遙感相比，高光譜遙感技術(shù)具有鮮明的新特點(diǎn)：①波段多；②光譜分辨率高；③波段連續(xù)：可以提供幾乎連續(xù)的光譜；④光譜范圍窄：波段范圍一般小于10nm；⑤數(shù)據(jù)量大：隨著波段數(shù)量的增加，數(shù)據(jù)量會(huì)成指數(shù)增加。

隨著遙感技術(shù)的不斷發(fā)展，因高光譜技術(shù)克服了傳統(tǒng)遙感的波段少、光譜分辨率低等方面的局限性，能夠更精確的對(duì)地物加以細(xì)分和鑒別，因此，被廣泛地應(yīng)用在航天航空、軍事偵察、環(huán)境污染檢測(cè)、海洋勘測(cè)、地震監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域。

高光譜成像儀未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)：

基于高光譜技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，航天高光譜成像技術(shù)的應(yīng)用前景十分廣闊，高光譜遙感儀器在很多方面也獲得到了提高。例如：分辨率、光譜范圍和提取數(shù)據(jù)的能力等方面，但一方面能力的提高，相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)的進(jìn)步也要為未來(lái)發(fā)展提供了保障。但通常在獲得很多高光譜圖像數(shù)據(jù)的時(shí)，同樣面臨著處理海量數(shù)據(jù)的難題。主要原因在于數(shù)據(jù)壓縮和提取方法不是很成熟；比較通用的圖像處理系統(tǒng)也相對(duì)缺乏，進(jìn)行分析、存儲(chǔ)和顯示拍攝的成像光譜數(shù)據(jù)，這是未來(lái)成像光譜儀遙感的主要研究?jī)蓚€(gè)方向。

隨著分光技術(shù)的不斷發(fā)展，高性能圖像傳感器也在不斷的更新?lián)Q代，探測(cè)器也應(yīng)繼續(xù)向大面陣、高精度、高頻率方向發(fā)展，加上利用先進(jìn)的信息采集處理技術(shù)，使成像光譜儀在幅寬的大小、周期的長(zhǎng)短和高分辨率的高低等方面變得更加完美；隨著探測(cè)器的響應(yīng)波長(zhǎng)不斷增加，結(jié)合不同波段的光譜儀，從而實(shí)現(xiàn)體積小、高配置的高光譜機(jī)器。