一文帶你了解高光譜成像技術的發展!
發布時間:2023-10-27
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高光譜成像技術是一種新穎的多維成像技術,由光學二維成像技術和光譜分析技術相結合而形成,可以同時探測到目標的空間信息和光譜信息。本文對高光譜成像技術的發展概況及發展趨勢作了介紹,對此感興趣的朋友可以了解一下!
高光譜成像技術是一種新穎的多維成像技術,由光學二維成像技術和光譜分析技術相結合而形成,可以同時探測到目標的空間信息和光譜信息。本文對高光譜成像技術的發展概況及發展趨勢作了介紹,對此感興趣的朋友可以了解一下!
光譜成像技術可以同時獲取光譜和圖像信息,是現代遙感重要的技術之一。隨著電子學、探測材料、器件工藝及遙感科學等技術的快速發展,光譜成像系統的光譜分辨率和空間分辨率等各項指標都在逐漸提高,由多光譜逐漸發展為高光譜和超光譜,并已經成為對地觀測和深空探測的重要手段,被廣泛應用于農牧業生產,環境檢測,礦產勘查,軍事偵察等領域。
高光譜成像技術發展了幾十年,已經有了非常多的高光譜成像系統,比較成熟并被投入實際應用的基本可以分為兩個大類:基于光柵或棱鏡的掃描式成像光譜系統(SHI)和基于旋轉濾光片或AOTF等可調濾光器作為分光器件的凝視型成像光譜系統(GHI)。不同類型光譜成像系統適用于不同的場景,推掃式成像光譜儀適用于搭載在移動平臺上,如飛機,環繞衛星等,凝視型成像光譜儀適用于凝視探測,如月球車等。
掃描式光譜成像系統又分為點掃描式和線掃描式,點掃描式每次只獲取一個空間單元位置的光譜信息,通過光機掃描實現視場內所有空間位置的信息獲取,通過拼接得到光譜數據立方體,一般使用線列探測器。線掃描式系統又稱為推掃式系統(PHI),使用面陣探測器(CCD)每次獲取一行空間單元位置的光譜信息,通過平臺推掃或者旋轉鏡搖掃實現視場內所有空間位置的信息獲取,比點掃描具有更高的效率,并同時具有體積小,機構簡單,信噪比高等優點。掃描式光譜成像系統因為使用了光柵、棱鏡作為分光器件,可以實現很高的光譜分辨率,最新的掃描式光譜成像系統有OVIRS、AHSI系統等。
凝視型成像光譜系統使用面陣探測器每次探測得到視場內二維空間信息的單波段信號,通過旋轉濾光片或者不同射頻信號驅動AOTF實現單波長選擇,分時獲取多波段信號,凝視型系統取消了掃描機構,機構簡單,系統性能相對掃描式也有很大的改善,但由于AOTF的濾光器件具有較大的帶寬,該類系統很難取得較高的光譜分辨率。最新的凝視類光譜成像系統有MicrOmega系統,搭載在“嫦娥4號”上的VNIS系統等。由于SHI和GHI每次僅僅將一個單個線視場或單波段作為探測單元,對應的能量都比較微弱,這使得系統的探測信噪比和靈敏度等都很低,因此系統的高信噪比設計是目前的一個重要課題。
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