高光譜成像儀作為一種精密的光學(xué)儀器，它能夠同時(shí)體現(xiàn)一維表征像元光譜信息和目標(biāo)二維空間景象的物理屬性，并且具有較高的分辨率和圖譜合一的屬性，目前，已經(jīng)有許多行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用。本文對(duì)可見光高光譜成像儀的原理及應(yīng)用作了簡要的介紹，感興趣的朋友可以了解一下！
可見光高光譜成像儀的原理：
高光譜成像光譜儀的核心原理是光譜與圖像合二為一，獲得圖像數(shù)據(jù)的同時(shí)，得到圖像中每個(gè)像素的光譜信息，即高光譜數(shù)據(jù)多維立方體。傳統(tǒng)的成像光譜儀的原理是：物體的圖像通過窄狹縫映射到色散元件（例如光柵/棱鏡/光柵棱鏡的組合），將這條狹縫的圖像色散為按照不同波長排列的條狀圖像，再映射到二維探測(cè)器陣列上（如CCD/
CMOS）。該幀圖像代表了窄狹縫對(duì)應(yīng)的空間目標(biāo)各點(diǎn)的高光譜數(shù)據(jù)，之后通過推掃的方式，掃描到下一個(gè)條帶，直到掃描完整個(gè)物體區(qū)域，從而獲得整個(gè)物體區(qū)域的二維圖像信息和光譜信息。
可見光高光譜成像儀的應(yīng)用：
過去幾十年中，在諸如化學(xué)分析，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)，法醫(yī)取證分析，食品加工，材料分類，生物醫(yī)學(xué)，礦物學(xué)，遙感，天文學(xué)和環(huán)境分析等測(cè)量領(lǐng)域，高光譜成像技術(shù)的價(jià)值已經(jīng)得到了廣泛的認(rèn)可。但它們的使用受到體積大，重量重及成本高的限制，大多數(shù)傳統(tǒng)的高光譜成像光譜儀被限制只能用于室內(nèi)（實(shí)驗(yàn)室）使用，移動(dòng)這些儀器到現(xiàn)場(chǎng)使用要花費(fèi)高昂的成本。
現(xiàn)在，集可靠性高，操作方便，成本低廉，可手持測(cè)量等諸多優(yōu)勢(shì)的革命性的手持式高光譜成像光譜儀已經(jīng)推出，為高光譜成像技術(shù)的應(yīng)用擴(kuò)展帶來了更多可能，也為現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量提供了極大的便利。
一直以來，用于野外遙感的測(cè)量設(shè)備主要是高光譜地物光譜儀，但也僅僅只能夠獲得點(diǎn)光譜或平均光譜，代表性不強(qiáng)，而且測(cè)量工作繁重。現(xiàn)在，手持式高光譜成像光譜儀在獲得光譜信息的同時(shí)，可以獲得整個(gè)區(qū)域的高分辨率圖像信息，既可以手持進(jìn)行實(shí)地測(cè)量，也可以安裝在車輛頂部或無人機(jī)上進(jìn)行大面積精準(zhǔn)測(cè)量。
在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中，農(nóng)作物的植株或種子在近紅外（VNIR）范圍的有許多光譜特征，通過簡單的數(shù)學(xué)變換，如光譜的一階導(dǎo)數(shù)，可以獲得光譜特征。對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行一階求導(dǎo)，可以獲得非常明顯的特征區(qū)別。通過對(duì)光譜特征的分析，可以指導(dǎo)農(nóng)業(yè)的選種育種，監(jiān)測(cè)植株的生長情況，或者在食品安全中快速準(zhǔn)確的分析判斷。例如，分析豆子是否發(fā)生霉變或者草莓果實(shí)是否發(fā)生腐爛。
可見光高光譜成像儀的發(fā)展趨勢(shì)：
從目前高光成像技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)來看，未來高光成像技術(shù)將會(huì)從以下方面進(jìn)行發(fā)展：
首先，高光譜圖像相對(duì)于全色影像和多光譜影像的信噪比較低，這在很大程度上影響了高光譜數(shù)據(jù)的可靠性，因此提高高光譜圖像的信噪比是高光譜遙感技術(shù)的一個(gè)重要發(fā)展方向。
其次，高光譜圖像的空間分辨率和光譜分辨率有待進(jìn)一步提高，光譜覆蓋范圍有待進(jìn)一步擴(kuò)大。在可以預(yù)見的未來，隨著高光譜技術(shù)研究的進(jìn)一步深入，高光譜成像技術(shù)將在更多領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用。
