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來源:賽斯拜克 發(fā)表時(shí)間:2023-06-12 瀏覽量:619 作者:awei
高光譜分析技術(shù)是一種利用高光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行地物識別和分析的技術(shù)。它基于物質(zhì)的光譜特征,通過高光譜相機(jī)獲取連續(xù)且狹窄的光譜波段信息,然后利用這些光譜信息來進(jìn)行物質(zhì)的識別、分類和定量分析。
目前高光譜成像技術(shù)發(fā)展迅速,常見的包括光柵分光、聲光可調(diào)諧濾波分光、棱鏡分光、芯片鍍膜等。高光譜遙感是通過高光譜傳感器探測物體反射的電磁波而獲得地物目標(biāo)的空間和頻譜數(shù)據(jù),成立于20世紀(jì)初期的測譜學(xué)就是它的基礎(chǔ)。高光譜遙感的出現(xiàn)使得許多使用寬波段無法探查到的物體,更加容易被探測到,所以高光譜遙感的出現(xiàn)時(shí)成功的是革命性的。
譜分辨率在10l數(shù)量級范圍內(nèi)的光譜圖像稱為高光譜圖像(Hyperspectral Image)。遙感技術(shù)經(jīng)過20世紀(jì)后半葉的發(fā)展,無論在理論上、技術(shù)上和應(yīng)用上均發(fā)生了重大的變化。其中,高光譜圖像技術(shù)的出現(xiàn)和快速發(fā)展無疑是這種變化中十分突出的一個(gè)方面。通過搭載在不同空間平臺上的高光譜傳感器,即成像光譜儀,在電磁波譜的紫外、可見光、近紅外和中紅外區(qū)域,以數(shù)十至數(shù)百個(gè)連續(xù)且細(xì)分的光譜波段對目標(biāo)區(qū)域同時(shí)成像。在獲得地表圖像信息的同時(shí),也獲得其光譜信息,第一次真正做到了光譜與圖像的結(jié)合。與多光譜遙感影像相比,高光譜影像不僅在信息豐富程度方面有了極大的提高,在處理技術(shù)上,對該類光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行更為合理、有效的分析處理提供了可能。因而,高光譜圖像技術(shù)所具有的影響及發(fā)展?jié)摿?,是以往技術(shù)的各個(gè)發(fā)展階段所不可比擬的,不僅引起了遙感界的關(guān)注,同時(shí)也引起了其它領(lǐng)域(如醫(yī)學(xué)、農(nóng)學(xué)、食品等)的極大興趣。
成像光譜技術(shù)是集探測器技術(shù)、精密光學(xué)機(jī)械、微弱信號檢測、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息處理技術(shù)于一體的綜合性技術(shù)。其最大特點(diǎn)是將成像技術(shù)與光譜探測技術(shù)結(jié)合,在對目標(biāo)的空間特征成像的同時(shí),對每個(gè)空間像元經(jīng)過色散形成幾十個(gè)乃至幾百個(gè)窄波段以進(jìn)行連續(xù)的光譜覆蓋。這樣形成的數(shù)據(jù)可以用“三維數(shù)據(jù)塊”來形象地描述,如右所示。其中x和y表示二維平面像素信息坐標(biāo)軸,第三維(λ軸)是波長信息坐標(biāo)軸。高光譜圖像集樣本的圖像信息與光譜信息于一身。圖像信息可以反映樣本的大小、形狀、缺陷等外部品質(zhì)特征,由于不同成分對光譜吸收也不同,在某個(gè)特定波長下圖像對某個(gè)缺陷會有較顯著的反映,而光譜信息能充分反映樣品內(nèi)部的物理結(jié)構(gòu)、化學(xué)成分的差異。這些特點(diǎn)決定了高光譜圖像技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品內(nèi)外部品質(zhì)的檢測方面的獨(dú)特優(yōu)勢。