機載高光譜成像技術(shù)的原理及其應(yīng)用領(lǐng)域

來源：江蘇雙利合譜科技有限公司 2023年08月11日 09:06

機載高光譜成像是一種新興技術(shù)，它是一種快速、無損的檢測技術(shù)，具有光譜分辨率高、波段多和圖譜合一的特點。機載高光譜將成像技術(shù)和光譜技術(shù)結(jié)合在一起，在探測物體空間特征，同時對每個空間像元色散形成幾十個到上百個波段帶寬為10納米左右的連續(xù)光譜覆蓋，由光學(xué)系統(tǒng)、信號前端處理盒、數(shù)據(jù)采集記錄系統(tǒng)三部分組成，數(shù)據(jù)的回放及預(yù)處理，通過軟件在高性能的微機上完成。傳感器在可見光和近紅外區(qū)域可達(dá)數(shù)百個波段，而且測量結(jié)果以圖像方式表達(dá)出來，每一個像元均由光譜曲線組成，可以更為準(zhǔn)確地獲取目的物的反射光譜。

基本原理：

機載高光譜波段通常工作在400～2500nm（0.4～2.5μm）范圍內(nèi)，由可見光和近紅外兩個譜段組成，可見光譜段為400～780nm（0.4～0.78μm），主要用于區(qū)分巖心顏色、植被、水體等；近紅外光譜的波長在780～2500nm（0.78～2.5µm），主要用于區(qū)分含羥基的物質(zhì)，對此波段的近紅外光譜產(chǎn)生吸收的官能團主要是含氫基團，包括C-H(甲基、亞甲基、甲氧基、羧基、方基等)、羥基O-H、巰基S-H、氨基N-H等，它們的合頻和一級倍頻位于780～2500nm波段。由于含有羥基物質(zhì)晶格中原子間的化學(xué)鍵的彎曲、伸縮和電子能級躍遷吸收某些區(qū)域的近紅外光譜，所以根據(jù)某些官能團的在近紅外區(qū)域的這種特征吸收光譜可以區(qū)分不同的物質(zhì)。

應(yīng)用領(lǐng)域：

農(nóng)業(yè)應(yīng)用：病蟲害監(jiān)測、養(yǎng)分監(jiān)測、災(zāi)害監(jiān)測、作物估產(chǎn)等。

林業(yè)應(yīng)用：樹種識別、生物量估計、養(yǎng)分元素監(jiān)測、森林健康等。

水環(huán)境應(yīng)用：水質(zhì)參數(shù)反演、水污染空間分布及遷移特征分析。

土壤監(jiān)測：土壤含水量監(jiān)測、土壤肥力監(jiān)測。

地質(zhì)應(yīng)用：礦物填圖、礦物成分探測、成礦預(yù)測。

城市應(yīng)用：城市規(guī)劃、道路監(jiān)測、景觀植被監(jiān)測、環(huán)境稽查。

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