一文读懂高光谱成像技术

高光谱成像技术的起源

遥感技术出现之后，在探测器技术提高的基础上，首先在美国出现了将影像与光谱探测融合为一体的思路。20世纪80年代初期，童庆禧等与美国JPL专家安·卡尔的交流中了解了这一思路，并与中国科学院上海技术物理研究所薛永祺研究了这一新型遥感技术实现的可能，这也是我国开展高光谱遥感技术研究的起源，相关研究工作为我国后来开展的成像光谱技术研究奠定了重要基础。

高光谱成像仪作为新一代传感器，能够获取连续窄波段的光谱信息，从而识别出具有诊断性波谱的地物。现有的高光谱传感器主要是航天高光谱传感器、航空高光谱传感器、地面高光谱成像仪及无人机载高光谱成像载荷，搭载在包括卫星、飞机、无人机和地面工作平台等不同高度的遥感平台上［2］。

图1 高光谱成像原理图

高光谱成像结果为多张 2D 灰度图，将其按照光谱波长顺序堆叠在一起便可视为一个由 2D 图像构成的 3D 立方体。为了能够高效的对高光谱的成像结果进行分析，可视化高光谱成像的结果显得尤为重要。光立方的可视化最直观的方式便是在 3D 空间中渲染出一个 3D 立方体，这个 3D 立方体中包含了光立方中的所有图像，观察分析员可在任意角度上观察这个 3D 立方体，这有利于观察分析员对光立方的整体进行查看和分析。

高光谱成像技术在果蔬品质检测、环境监测、生物医学等领域有广泛的应用。与其他检测技术相比，高光谱成像技术具有灵敏度高、操作简单等优势，因此正在得到越来越广泛的应用。