機載高光譜成像技術的原理及其應用領域
瀏覽次數：1318發布日期：2023-08-11
機載高光譜成像是一種新興技術，它是一種快速、無損的檢測技術，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和光譜技術結合在一起，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納米左右的連續光譜覆蓋，由光學系統、信號前端處理盒、數據采集記錄系統三部分組成，數據的回放及預處理，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域可達數百個波段，而且測量結果以圖像方式表達出來，每一個像元均由光譜曲線組成，可以更為準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，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），主要用于區分含羥基的物質，對此波段的近紅外光譜產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。由于含有羥基物質晶格中原子間的化學鍵的彎曲、伸縮和電子能級躍遷吸收某些區域的近紅外光譜，所以根據某些官能團的在近紅外區域的這種特征吸收光譜可以區分不同的物質。
應用領域：
農業應用：病蟲害監測、養分監測、災害監測、作物估產等。
林業應用：樹種識別、生物量估計、養分元素監測、森林健康等。
水環境應用：水質參數反演、水污染空間分布及遷移特征分析。
土壤監測：土壤含水量監測、土壤肥力監測。
地質應用：礦物填圖、礦物成分探測、成礦預測。
城市應用：城市規劃、道路監測、景觀植被監測、環境稽查。
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