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快速了解成像光譜儀
閱讀：939 發布時間：2020-4-3
為了在獲取大量地物目標窄波段連續光譜圖像的同時，獲得每個像元幾乎連續的光譜數據，科技人員研制出了成像光譜儀，這個名稱也和它的由來一致。成像光譜儀在20世紀80年代初正式開始研制，是新一代傳感器。
成像光譜儀的工作原理
地面物體的反射光通過物鏡成像在狹縫平面,狹縫作為光欄使穿軌方向地面物體條帶的像通過,擋掉其他部分光。地面目標物的輻射能通過指向鏡,由物地面物體的反射光通過物鏡成像在狹縫平面,狹縫作為光欄使穿軌方向地面物體條帶的像通過,擋掉其他部分光。地面目標物的輻射能通過指向鏡,由物鏡收集并通過狹縫增強準直照射到色散元件上，經色散元件在垂直條帶方向按光譜色散，用會聚鏡會聚成像在傳感器使用的二維測CCD面陣列探，元件被分布在光譜儀的焦平面上。焦平面的水平方向平行于狹縫，稱空間維,每一行水平光敏元上是地物條帶一個光譜波段的像;焦平面的垂直方向是色散方向,稱光譜維,每一列光敏元上是地物條帶一個空間采樣視場(像元)光譜色散的像。這樣,面陣探測器每幀圖像數據就是一個穿軌方向地物條帶的光譜數據定,加上航天器的運動,以一速率連續記錄光譜圖像,就得到地面二維圖像,即圖像立方體。
成像光譜儀的優點
成像光譜儀數據具有光譜分辨率*的優點，同時由于數據量巨大，難以進行存儲、檢索和分析。為解決這一問題，必須對數據進行壓縮處理，而且不能沿用常規少量波段遙感圖像的二維結構表達方法。圖像立方體就是適應成像光譜數據的表達而發展起來的一種新型的數據格式，它是類似牌式的各光譜段圖像的疊合。立方體正面的圖像是一幅自己選擇的三個波段圖像合成，它是表示空間信息的二維圖像，在其下面則是單波段圖像疊合；位于立方體邊緣的信息表達了各單波段圖像邊緣各像元的地物輻射亮度的編碼值或反射率，這種圖像表示形式亦稱為影像立方體。
成像光譜儀的應用
高光譜分辨率成像光譜遙感起源于地質礦物識別填圖研究，逐漸擴展為植被生態、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量的基礎上，具有圖譜合一的優勢，可以精確到葉片一個點去探測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，點面結合綜合地反映作物遭受脅迫的程度。所以，成像高光譜已經成為國內外研究的熱點，學者們利用高光譜成像技術定量化地提取作物所遭受的各種脅迫特征，根據高分辨率的圖像對葉片及葉片的局部區域進行分析，從而在更加微觀的尺度上進行機理探測研究。
正是因為成像光譜儀可以得到波段寬度很窄的多波段圖像數據，所以它多用于地物的光譜分析與識別上。特別是，由于成像光譜儀的工作波段為可見光、近紅外、短波紅外，因此對于特殊的礦產探測及海色調查是非常有效的，尤其是礦化蝕變巖在短波段具有診斷性和光譜特性。
目前成像光譜儀主要應用于高光譜航空遙感。在航天遙感領域高光譜也開始應用。