淺談高光譜成像光譜儀

成像光譜儀的設(shè)計如其名字，既要“成像”，也要“光譜”，是一種很有特點的光學(xué)系統(tǒng)。

最早的成像光譜儀誕生在美國。1982年，美國航空航天局研制出世界上第一臺方案實驗性成像光譜儀（AIS），并在飛行試驗中成功采集到成像光譜數(shù)據(jù)，初步體現(xiàn)出它在礦物識別，植被分類等方面的優(yōu)越性。1987年，美國又研制出實用性記載可見紅外成像光譜儀（AVIRIS），給遙感應(yīng)用部門提供了高質(zhì)量的成像光譜數(shù)據(jù)。

剛才，我們說到成像光譜儀的目的是既要成像也要光譜，它得到的效果就是這樣：

這一套數(shù)據(jù)的特點是圖像的每一點都能提取出一套光譜數(shù)據(jù)。由于我們知道，物質(zhì)的光譜是有特征的，不同的物質(zhì)有不同的光譜。因此，通過分析這套光譜成像數(shù)據(jù)，就可以從分析出圖中物體的類型。這種技術(shù)對于環(huán)境監(jiān)測，軍事探查，農(nóng)業(yè)監(jiān)測，資源勘探都有很大的作用。

而高光譜成像光譜儀的這個高字，也是很有說法。這個高，主要是對應(yīng)以前的一種叫多光譜成像光譜儀的儀器，從思路來說，其實高光譜和多光譜沒什么區(qū)別，都是一脈相承要得到一個光譜成像數(shù)據(jù)立方。但是這個高字，還是會體現(xiàn)在更多的數(shù)據(jù)豐富程度上，如光譜范圍更寬，譜段更多，光譜分辨率更高等等。在高光譜之后，還有超光譜成像，即在高光譜的基礎(chǔ)上，更進一步豐富了數(shù)據(jù)量。

一般來說，高光譜成像光譜儀主要有三種，棱鏡分光，光柵分光和傅里葉變換型。其中，棱鏡分光和光柵分光可以看成一類，即色散型成像光譜儀。目前國際上研制和運行的高光譜成像光譜儀，除了強力星2號上的FTHSI采用傅里葉變換成像光譜儀以外，其他的高光譜成像儀均采用色散分光的方式。

這三種分光應(yīng)該說是各有優(yōu)劣：

棱鏡分光相對光柵分光來說，主要區(qū)別在于，1、能量利用率較高，2、光譜維只能校正到近似線性，3、光譜分辨率低，4、體積質(zhì)量略高。

傅里葉變換分光相對光柵分光來說，1、地面分辨率低，2、定標難度高，3、不能進行實時監(jiān)測，4、數(shù)據(jù)量較大

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