超光譜成像技術(shù)是如何發(fā)展的？

超光譜成像技術(shù)是一種集光學(xué)、光譜學(xué)、精密機(jī)械、電子技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)于一體的新型遙感技術(shù)，屬于當(dāng)前可見(jiàn)紅外遙感器的前沿科學(xué)。本文簡(jiǎn)單介紹了超光譜成像技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)。

超光譜成像技術(shù)的發(fā)展首先是從遙感領(lǐng)域開(kāi)始的，20世紀(jì)80年代國(guó)際遙感發(fā)展最具標(biāo)志性的成果就是成像光譜儀的出現(xiàn)，它的出現(xiàn)開(kāi)啟了超光譜成像探測(cè)技術(shù)的開(kāi)端。自從1983年美國(guó)噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室（JPL）研制第一臺(tái)成像光譜儀（AIS-I）以來(lái)，成像光譜的研究日趨活躍。

從第一代AIS的32個(gè)連續(xù)波段，到第二代高光譜成像儀—航空可見(jiàn)光/近紅外成像光譜儀（AVIRIS）的224個(gè)波段，光譜分辨率在不斷提高，AVIRIS是首次測(cè)量全反射波長(zhǎng)范圍（0.4~2.5um）的成像光譜儀。此外，工作在中波紅外（3~5um）、長(zhǎng)波紅外（8~14um）波段的成像光譜儀也獲得了重要發(fā)展，典型的有美國(guó)噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室（JPL）的ASTER星載遙感器及美國(guó)軍方“聯(lián)合多光譜計(jì)劃（JMSP）”研制的SEBASS機(jī)載紅外成像光譜儀。目前，已有許多國(guó)家相繼研制出各具特色的成像光譜儀，數(shù)量達(dá)四十種之多，這些傳感器有的己經(jīng)進(jìn)入了商業(yè)運(yùn)營(yíng)，技術(shù)比較成熟。此外，許多具有高空間分辨率和高光譜分辨率的成像光譜儀正在或即將進(jìn)入實(shí)用階段。

這些成像光譜儀在探測(cè)地表空間特征的同時(shí)，可以在幾十乃至上百個(gè)波段獲取地物的可見(jiàn)光/近紅外/熱紅外光譜特征，大大提高了地物的分類和識(shí)別能力，在農(nóng)業(yè)、林業(yè)、氣象、海洋、地質(zhì)、全球環(huán)境及軍事遙感等諸多領(lǐng)域顯示出巨大的應(yīng)用前景。

任何先進(jìn)技術(shù)總是優(yōu)先應(yīng)用于軍事領(lǐng)域，世界上軍事技術(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)此傾注了大量資金和人力，使該技術(shù)達(dá)到了相當(dāng)?shù)母叨群鸵欢ǖ膽?yīng)用水平，美國(guó)的HYDICE、AVIRIS和SEBASS等成像光譜儀多次參與軍方的試驗(yàn)，提供了大量的軍事應(yīng)用的第一手資料。迄今為止，見(jiàn)諸文獻(xiàn)的多光譜、超光譜成像技術(shù)在軍事方面的應(yīng)用包括：地面復(fù)雜背景中的軍事目標(biāo)探測(cè)；飛機(jī)、導(dǎo)彈告警和制導(dǎo)；地雷探測(cè)；戰(zhàn)場(chǎng)生化戰(zhàn)劑和彈藥庫(kù)探測(cè)；彈藥毀傷效果評(píng)估；導(dǎo)彈防御系統(tǒng)應(yīng)用等方面。

超光譜成像技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)主要為以下四個(gè)方面：

（1）各種目標(biāo)/背景光譜特性的研究將越來(lái)越深入，建立大量標(biāo)準(zhǔn)光譜特征數(shù)據(jù)庫(kù)。

（2）各種新材料、新技術(shù)的應(yīng)用導(dǎo)致新的成像光譜儀器體積更小、性能更高。

（3）大規(guī)模傳感器陣列、讀出電路、存儲(chǔ)介質(zhì)和信息處理技術(shù)的發(fā)展，推動(dòng)該技術(shù)向更高的光譜分辨率、更高的空間分辨率方向發(fā)展。

（4）光譜、圖像數(shù)據(jù)的處理算法將更高效、快捷，進(jìn)一步滿足實(shí)時(shí)處理的需要。