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高光譜成像儀的應(yīng)用環(huán)境及優(yōu)勢(shì)說(shuō)明
高光譜成像儀是新一代傳感器。在20世紀(jì)80年代初正式開(kāi)始研制。研制這類儀器的主要目的是想在獲取大量地物目標(biāo)窄波段連續(xù)光譜圖像的同時(shí)，獲得每個(gè)像元幾乎連續(xù)的光譜數(shù)據(jù)，因而稱為成像光譜儀。目前成像光譜儀主要應(yīng)用于高光譜航空遙感。在航天遙感領(lǐng)域高光譜也開(kāi)始應(yīng)用。
高光譜成像技術(shù)是基于非常多窄波段的影像數(shù)據(jù)技術(shù)，它將成像技術(shù)與光譜技術(shù)相結(jié)合，探測(cè)目標(biāo)的二維幾何空間及一維光譜信息，獲取高光譜分辨率的連續(xù)、窄波段的圖像數(shù)據(jù)。目前高光譜成像技術(shù)發(fā)展迅速，常見(jiàn)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。可以應(yīng)用在食品安全、醫(yī)學(xué)診斷、航天領(lǐng)域等領(lǐng)域。
高光譜成像儀應(yīng)用：
高光譜分辨率成像光譜遙感起源于地質(zhì)礦物識(shí)別填圖研究，逐漸擴(kuò)展為植被生態(tài)、海洋海岸水色、冰雪、土壤以及大氣的研究中。
成像光譜儀在高光譜測(cè)量的基礎(chǔ)上，具有圖譜合一的優(yōu)勢(shì)，可以到葉片一個(gè)點(diǎn)去探測(cè)作物不同脅迫癥狀的特征，又可獲取受脅迫作物面狀的光譜信息，點(diǎn)面結(jié)合綜合地反映作物遭受脅迫的程度。所以，成像高光譜已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)，學(xué)者們利用高光譜成像技術(shù)定量化地提取作物所遭受的各種脅迫特征，根據(jù)高分辨率的圖像對(duì)葉片及葉片的局部區(qū)域進(jìn)行分析，從而在更加微觀的尺度上進(jìn)行機(jī)理探測(cè)研究。
正是因?yàn)槌上窆庾V儀可以得到波段寬度很窄的多波段圖像數(shù)據(jù)，所以它多用于地物的光譜分析與識(shí)別上。特別是，由于成像光譜儀的工作波段為可見(jiàn)光、近紅外、短波紅外，因此對(duì)于特殊的礦產(chǎn)探測(cè)及海色調(diào)查是非常有效的，尤其是礦化蝕變巖在短波段具有診斷性和光譜特性。
高光譜成像儀的優(yōu)勢(shì)：
隨著高光譜成像的光譜分辨率的提高，其探測(cè)能力也有所增強(qiáng)。因此，與全色和多光譜成像相比較，高光譜成像有以下顯著優(yōu)勢(shì)。
1.有著近似連續(xù)的地物光譜信息。高光譜影像在經(jīng)過(guò)光譜反射率重建后，能獲取與被探測(cè)物近似的連續(xù)的光譜反射率曲線，與它的實(shí)測(cè)值相匹配，將實(shí)驗(yàn)室中被探測(cè)物光譜分析模型應(yīng)用到成像過(guò)程中。
2.對(duì)于地表覆蓋的探測(cè)和識(shí)別能力極大提高。高光譜數(shù)據(jù)能夠探測(cè)具有診斷性光譜吸收特征的物質(zhì)，能準(zhǔn)確的區(qū)分地表植被覆蓋類型，道路地面的材料等。
3.地形要素分類識(shí)別方法是多種多樣的。影像分類既可以采用如貝葉斯判別、決策樹(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、支持向量機(jī)的模式識(shí)別方法，也可以采用基于被探測(cè)物的光譜數(shù)據(jù)庫(kù)的光譜進(jìn)行匹配的方法。分類識(shí)別特征是既可以采用光譜診斷特征，也可以采用特征選擇與提取。
4.地形要素的定量和半定量分類識(shí)別將成為可能。在高光譜影像中能估計(jì)出多種被探測(cè)物的狀態(tài)參量，大大的提高了成像高定量分析的精度和可靠性。
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