光譜成像技術是將傳統(tǒng)二維成像技術和光譜技術有機結合在一起，既可以獲取目標物的二維空間信息，又可以獲得一維光譜信息。該技術具有空間可識別性、超多波段、高的光譜分辨率、光譜范圍廣和圖譜合一等眾多優(yōu)點。那么，光譜成像技術根據(jù)光譜分辨率的不同可分為哪些類型？本文對光譜成像技術的類型及原理做了詳細的介紹，感興趣的朋友不妨了解一下！

光譜成像技術根據(jù)光譜分辨率的不同可分為哪些類型？

光譜成像技術的分類方法多種多樣，根據(jù)光譜分辨率的不同，可將光譜成像技術分為多光譜成像技術、高光譜成像技術和超光譜成像技術三大類。

1.多光譜成像技術

波段數(shù)為幾個或幾十個，且光譜通道是不連續(xù)的；光譜分辨率在10-1λ數(shù)量級內(nèi)（100nm左右），由于其光譜覆蓋范圍較寬，因此該類技術工作波段通常選擇在目標物體輻射特性最突出的范圍。該類技術適用于地帶分類以及土地使用評估，如“增強型主題測繪儀”、美國陸地衛(wèi)星 TM以及法國 SPOT 衛(wèi)星。

2.高光譜成像技術

波段數(shù)在幾百到一千之間，且多個光譜通道是連續(xù)的；光譜分辨率在10-3λ數(shù)量級內(nèi)（10nm左右），即光譜覆蓋范圍較窄。該技術主要用于農(nóng)業(yè)、森林、土地、海洋等領域，如美國的AVIRIS，該儀器的光譜分辨率為10 nm，空間分辨率為20m，所測波段為224個，光譜覆蓋范圍是0.4～2.5μm。

4.超光譜成像技術

波段數(shù)在1000～10000之間，且多個光譜通道是連續(xù)的；光譜分辨率在10-3λ數(shù)量級內(nèi)（1nm以下），其光譜覆蓋范圍最窄，該技術可用于微粒及大氣成分研究，如美國國家航空航天局（NASA）研制出的地球同步成像傅里葉變換光譜儀（GIFTS）。

光譜成像技術的成像原理：

光譜根據(jù)分辨率的高低可以將其分成多光譜、高光譜、超光譜三種類型，這三種類型對應的光譜分辨率分別為10-1λ以內(nèi)、10-2λ以內(nèi)、10-3λ以內(nèi)，而高光譜圖像就是由一系列連續(xù)的光波波長組成的光學圖像。因此高光譜成像就是指在特定的波長范圍內(nèi)獲得由一系列連續(xù)的窄波段圖像組成的包含三維圖像數(shù)據(jù)塊的過程。一個典型的高光譜數(shù)據(jù)塊示意圖如下圖所示，進行高光譜成像時，成像儀通過接收被測物體表面反射和透射光以及在X軸上進行分光，在Y軸上進行成像，從而獲得包含一維光譜和二維圖像的高光譜三維數(shù)據(jù)塊。通常高光譜的光譜范圍主要包括可見光譜區(qū)域（400～760nm）和近紅外光譜區(qū)域（760～2560nm），目前其光譜分辨率可以達到2~3nm。在利用高光譜成像技術在獲得樣品圖像的同時，還能夠為圖像上每個像素點提供上千個波長點的光譜信息，因此包含了樣品內(nèi)部豐富的成分含量信息，可以達到實現(xiàn)樣品的成分、含量、空間分布的無損測量的目的。

光譜成像技術的成像系統(tǒng)：

一個典型的高光譜成像系統(tǒng)主要包含硬件和軟件這兩部分。硬件系統(tǒng)包括：電荷耦合器件探測器、成像光譜儀、鏡頭、光源及其控制器、可調(diào)載物臺、移動步進機等，而軟件系統(tǒng)包含運動控制系統(tǒng)和圖像采集系統(tǒng)兩部分。通過將軟硬件進行結合可以對樣品信息進行快速采集，采集過程如下：首選是將樣品平穩(wěn)放置已調(diào)整好高光譜系統(tǒng)載物平臺上，而后應用運動控制系統(tǒng)啟動移動步進機，以點掃描、線掃描或者面掃描進行圖像的獲取，在圖像采集的過程中，被測物體表面的光反射和透射信息被高光譜成像儀接收，從而獲得在平面X軸、Y軸和光波長入上的三維信息，因此既包含了圖像信息，也包含了光譜信息，而后將采集的圖譜信息儲存在計算機中，從而進行后續(xù)的數(shù)據(jù)處理和分析。