高光谱相机原理分类及应用领域

发表时间:2021-11-15      点击次数:775
   原理分类:
  为了获得不同波长的图像,目前有四种原理的高光谱相机:点扫描,线扫描,光谱扫描和快照。
  点扫描就是一次获得一个点的光谱数据,成像设备是个分光仪。可以用在卫星上,需要两个方向的自由度。
  线扫描就是一次获得一条线上的光谱数据,成像设备是个光谱仪和灰度相机。由于光谱分辨率高,成像比较快,目前应用最多。
  光谱扫描就是一次获得一个波段的图像,成像设备是个可调的滤光片和灰度相机。
  快照就是一次获得一个立体的高光谱图像。目前应用比较多的是通过多通道的滤光片来实现。成像快,但是光谱分辨率低。
 
  高光谱相机应用领域:
  高光谱成像技术就是通过选择适当的组件,捕获可见光范围以外的有效图像。高光谱成像技术最初用于地球观测,随着图像传感器和照相机技术的改进,高光谱成像技术被应用到越来越多的行业中,包括医学诊断、生物测量和航空领域等等。
  1、医学诊断
  皮肤癌是常见的恶性肿瘤之一,由于它的早期表现同其他皮肤疾病相似,因此仅凭肉眼难以确诊。而利用高光谱相机,则可以在五秒内检测到皮肤癌。相机应用高分辨率超光谱成像技术,可捕捉到肉眼看不到的表皮症状。相机在2秒内可以扫描拍摄12平方厘米的皮肤,侦测任何皮肤癌的前兆。患者根据扫描的结果就能提前做好诊疗的准备。普通相机拍摄时只能捕捉到几个窄波段图像,而高光谱相机则可以捕捉几十个。相机将拍摄到的图像整合成三维图像,因此皮肤上的任何肿瘤都将被精确地放大和定位。
  2、生物测量
  近年来随着无人机发展的日渐成熟,无人机搭载高光谱相机的应用领域不断拓展,例如,利用无人机搭载高光谱相机对土壤氮磷钾进行了监测研究,研究结果为土地的大范围施肥提供决策依据;通过无人机高光谱相机获取水稻田的高光谱影像,进而分析水稻的叶片氮含量,所构建的模型精度为R2=0.85,研究结果为无人机高光谱遥感反演水稻氮水平提供了理论依据;使用无人机搭载高光谱相机,可以测量树上苹果的糖含量,并在收获季节之前预测质量,确定其等级。
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