高光譜成像儀作為精密的光學(xué)儀器,主要用于獲取樣本的三維信息,即光譜信息和圖像信息,對樣本進(jìn)行定性與定量的分析。其根據(jù)光譜分辨率、分光原理及掃描方式等的不同,可以劃分成不同的類型。本文對高光譜成像儀的類型做了介紹,對此感興趣的朋友可以了解一下!
按照光譜分辨率劃分:
按照光譜分辨率來劃分,光譜成像儀可以劃分為三類:
1.多光譜成像儀(Multispectral Imager,MSI)
獲取的圖像數(shù)據(jù)只有幾個或幾十個譜段,光譜分辨率一般為100nm左右。多光譜成像儀我們通常稱之為多光譜相機,目前這類儀器已經(jīng)在遙感得到廣泛應(yīng)用。
2.高光譜成像儀(Hyperspeotral Imager,HSI)
獲取的圖像數(shù)據(jù)具有一百至幾百個譜段,光譜分辨率一般為10nm左右。此類儀器在20世紀(jì)80年代開始應(yīng)用于遙感領(lǐng)域,并取得巨大的成功,我們通常稱此時期為高光譜遙感的興起時期。
3.超光譜成像儀(Ultraspectral Imager,USI)
獲取的圖像數(shù)據(jù)通常超過1000個譜段,光譜分辨率一般在1nm以下。這類儀器通常用于大氣探測等精細(xì)光譜探測方面,比較典型的有美國NASA研制的地球同步成像傅立葉變換光譜儀(GIFTS)。
按照分光原理劃分:
按照分光原理來劃分,光譜成像儀可分為四類:
1.棱鏡色散型光譜成像儀
主要是利用色散棱鏡來獲取目標(biāo)的光譜,如歐空局的機載成像光譜儀(APEX)以及美國海軍實驗室研制的高光譜數(shù)字圖像收集儀(HYDICE),都屬于棱鏡色散類型光譜成像儀。
2.光柵衍射型光譜成像儀
依靠光柵衍射獲取目標(biāo)的光譜,由美國NASA研制的光柵成像光譜儀(Hyperion)以及中分辨率成像光譜儀(MODIS),是光柵衍射型光譜成像儀的典型代表。
3.濾光片型光譜成像儀
其分光元件為濾光片,有多種形式,如線性可變?yōu)V光片、液晶可調(diào)諧濾光片以及楔形濾光片等。
4.干涉(也稱傅立葉變換)型光譜成像儀
屬于一種間接成像儀器,利用光的干涉原理以及特定的數(shù)據(jù)處理方法,獲得目標(biāo)的光譜,儀器在原理上具有高通量及高光譜分辨率的優(yōu)點。干涉型光譜成像儀通常可分為時間調(diào)制與空間調(diào)制兩種類型。對于時間調(diào)制型干涉光譜成像儀來說,在光譜采集過程中需要一套精密的動鏡系統(tǒng),系統(tǒng)的穩(wěn)定性很難保證;而空間調(diào)制型干涉光譜成像儀的光路中設(shè)有狹縫,這樣就限制了儀器的能量利用率。
按照掃描方式劃分:
按照掃描方式來劃分,光譜成像儀可以分為三類:
1.揮掃式(Whiskbroom)光譜成像儀
揮掃式光譜成像儀主要是利用掃描鏡,將空間信息按照一定的順序掃描輸入,再由光譜儀對所取得的各點進(jìn)行光譜分光,早期的光譜成像儀(如AVIRIS)基本上都屬于揮掃式。
2.推掃式(Pushbroom)光譜成像儀
推掃式光譜成像儀主要是利用線型掃描器的理念,將掃描成像于光譜儀的狹縫上,再由光譜儀成像于面陣探測器上,一維為光譜維,一維為空間維,目前的星載光譜成像儀(如Hyperion)多屬于此類儀器。
3.凝視(Staring)光譜成像儀
凝視型光譜成像儀主要是將一維光譜及一維空間(兩維)的另外一維空間獲取變換為兩維空間的光譜維獲取。通常采用液晶可調(diào)諧濾光片或其它手段,獲得二維目標(biāo)的光譜信息,如時間調(diào)制型干涉光譜成像儀就屬于凝視型光譜成像儀。
按照重構(gòu)和調(diào)制方式劃分:
除此之外,還可以按照數(shù)據(jù)重構(gòu)理論以及調(diào)制方式等方面來進(jìn)行劃分,按照數(shù)據(jù)重構(gòu)理論來劃分,可以分為直接型光譜成像儀、傅立葉變換型光譜成像儀以及計算層析型光譜成像儀;按照調(diào)制方式來劃分,可以分為時間調(diào)制型光譜成像儀、空間調(diào)制型光譜成像儀。