雙利合譜帶您解密高光譜

 高光譜遙感技術已經成為當前遙感領域的前沿技術。高光譜遙感具有不同於傳統遙感的新特點：

　　眾所周知，光譜技術能檢測到被測物體的物理結構、化(hua)學(xue)成(cheng)分(fen)等(deng)指(zhi)標(biao)。多(duo)光(guang)譜(pu)儀(yi)及(ji)高(gao)光(guang)譜(pu)儀(yi)是(shi)基(ji)於(yu)點(dian)的(de)測(ce)量(liang)，而(er)高(gao)光(guang)譜(pu)成(cheng)像(xiang)儀(yi)的(de)測(ce)量(liang)所(suo)得(de)到(dao)是(shi)目(mu)的(de)物(wu)麵(mian)上(shang)的(de)光(guang)譜(pu)圖(tu)。因(yin)此(ci)，高(gao)光(guang)譜(pu)成(cheng)像(xiang)技(ji)術(shu)是(shi)光(guang)譜(pu)分(fen)析(xi)技(ji)術(shu)和(he)圖(tu)像(xiang)分(fen)析(xi)技(ji)術(shu)發(fa)展(zhan)的(de)必(bi)然(ran)結(jie)果(guo)，是(shi)二(er)者(zhe)完(wan)美(mei)結(jie)合(he)的(de)產(chan)物(wu)。高(gao)光(guang)譜(pu)成(cheng)像(xiang)技(ji)術(shu)不(bu)僅(jin)具(ju)有(you)光(guang)譜(pu)分(fen)辨(bian)能(neng)力(li)
，還(hai)具(ju)有(you)圖(tu)像(xiang)分(fen)辨(bian)能(neng)力(li)，利(li)用(yong)高(gao)光(guang)譜(pu)成(cheng)像(xiang)技(ji)術(shu)不(bu)僅(jin)可(ke)以(yi)對(dui)待(dai)檢(jian)測(ce)物(wu)體(ti)進(jin)行(xing)定(ding)性(xing)和(he)定(ding)量(liang)分(fen)析(xi)，而(er)且(qie)還(hai)能(neng)進(jin)對(dui)其(qi)進(jin)行(xing)定(ding)位(wei)分(fen)析(xi)。 

圖1  葉片不同部分的光譜反射率（1000-2500nm）

高gao光guang譜pu成cheng像xiang係xi統tong的de主zhu要yao工gong作zuo部bu件jian是shi成cheng像xiang光guang譜pu儀yi，它ta是shi一yi種zhong新xin型xing傳chuan感gan器qi，研yan製zhi這zhe類lei儀yi器qi的de目mu的de是shi為wei獲huo取qu大da量liang窄zhai波bo段duan連lian續xu光guang譜pu圖tu像xiang數shu據ju，使shi每mei個ge像xiang元yuan具ju有you幾ji乎hu連lian續xu的de光guang譜pu數shu據ju。它ta是shi一yi係xi列lie光guang波bo在zai不bu同tong波bo長chang處chu的de光guang學xue圖tu像xiang，通tong常chang包bao含han數shu十shi到dao數shu百bai個ge波bo段duan，光guang譜pu分fen辨bian率lv一yi般ban為wei小xiao於yu10nm(江蘇雙利合譜科技有限公司的GaiaSky-mini2，*高可具有1440個波段
，光譜分辨率達2.8nm，光譜采樣間隔達0.41nm)。youyugaoguangpuchengxiangsuohuodedegaoguangputuxiangduituxiangzhongdemeigexiangsudounengtigongyitiaojihulianxudeguangpuquxian，qizaidaicewushanghuodekongjianxinxidetongshiyounenghuodebiduoguangpugengweifengfuguangpushujuxinxi，zhexieshujuxinxikeyonglaishengchengfuzamoxing，laijinxingpanbie
、分類
、識別圖像中的材料。

圖2  無人機高光譜影像用於識別不同的地物分類

　　通過高光譜成像獲取待測物的高光譜圖像包含了待測物的豐富的空間


、光(guang)譜(pu)和(he)輻(fu)射(she)三(san)重(zhong)信(xin)息(xi)。這(zhe)些(xie)信(xin)息(xi)不(bu)僅(jin)表(biao)現(xian)了(le)地(di)物(wu)空(kong)間(jian)分(fen)布(bu)的(de)影(ying)像(xiang)特(te)征(zheng)，同(tong)時(shi)也(ye)可(ke)能(neng)以(yi)其(qi)中(zhong)某(mou)一(yi)像(xiang)元(yuan)或(huo)像(xiang)元(yuan)組(zu)為(wei)目(mu)標(biao)獲(huo)取(qu)它(ta)們(men)的(de)輻(fu)射(she)強(qiang)度(du)以(yi)及(ji)光(guang)譜(pu)特(te)征(zheng)。影(ying)像(xiang)
、輻射與光譜是高光譜圖像中的3個重要特征，這3個特征的有機結合就是高光譜圖像。 

　　高光譜圖像數據為數據立方體(cube)。通常圖像像素的橫坐標和縱坐標分別用z和Y來表示，光譜的波長信息以(Z即軸)表示。該數據立方體由沿著光譜軸的以一定光譜分辨率間隔的連續二維圖像組成。

圖3  高光譜三維立體圖

　　地麵使用的成像光譜儀多為推掃式，配備旋轉位移台或線形位移台，以產生兩種效果：成cheng像xiang光guang譜pu儀yi運yun動dong而er待dai測ce物wu目mu標biao靜jing止zhi
，或huo者zhe成cheng像xiang光guang譜pu儀yi靜jing止zhi而er待dai測ce目mu標biao運yun動dong的de效xiao果guo。目mu前qian，已yi經jing有you新xin型xing的de地di麵mian成cheng像xiang光guang譜pu儀yi，如ru江jiang蘇su雙shuang利li合he譜pu科ke技ji有you限xian公gong司si生sheng產chan的deGaiaField和GaiaSky-mini係列的可見-jinhongwaichengxiangguangpuyi
，liyongyiqineibudesaomiaozhuangzhishixiantuisaochengxiang，jiguangpuyihebeicewujunbuyundongjikewanchenggaoguangpuchengxiang，erbuxuyaopeibeiweiyiyuntai，yiqigengweiqingqiaobianxie，bianyuyewaishiyong。

圖4   內置推掃式的便攜式高光譜成像儀GaiaField

圖5   內置推掃式的無人機高光譜成像儀GaiaSky-mini