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超光譜成像技術(shù)是如何發(fā)展的?


色差儀批發(fā)網(wǎng) / 2023-06-15

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)前可見紅外遙感器的前沿科學(xué)。本文簡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)域開始的,20世紀(jì)80年代國際遙感發(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)開啟了超光譜成像探測(cè)技術(shù)的開端。自從1983年美國噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室(JPL)研制第一臺(tái)成像光譜儀(AIS-I)以來,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)量全反射波長范圍(0.4~2.5um)的成像光譜儀。此外,工作在中波紅外(3~5um)、長波紅外(8~14um)波段的成像光譜儀也獲得了重要發(fā)展,典型的有美國噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室(JPL)的ASTER星載遙感器及美國軍方“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,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越深入,建立大量標(biāo)準(zhǔn)光譜特征數(shù)據(jù)庫。

(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。

 

 

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