高光譜相機(jī)原理分類及應(yīng)用領(lǐng)域

　　為了獲得不同波長(zhǎng)的圖像，目前有四種原理的高光譜相機(jī)：點(diǎn)掃描，線掃描，光譜掃描和快照。

　　點(diǎn)掃描就是一次獲得一個(gè)點(diǎn)的光譜數(shù)據(jù)，成像設(shè)備是個(gè)分光儀。可以用在衛(wèi)星上，需要兩個(gè)方向的自由度。

　　線掃描就是一次獲得一條線上的光譜數(shù)據(jù)，成像設(shè)備是個(gè)光譜儀和灰度相機(jī)。由于光譜分辨率高，成像比較快，目前應(yīng)用最多。

　　光譜掃描就是一次獲得一個(gè)波段的圖像，成像設(shè)備是個(gè)可調(diào)的濾光片和灰度相機(jī)。

　　快照就是一次獲得一個(gè)立體的高光譜圖像。目前應(yīng)用比較多的是通過多通道的濾光片來實(shí)現(xiàn)。成像快，但是光譜分辨率低。
 

　　高光譜相機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域：

　　高光譜成像技術(shù)就是通過選擇適當(dāng)?shù)慕M件，捕獲可見光范圍以外的有效圖像。高光譜成像技術(shù)最初用于地球觀測(cè)，隨著圖像傳感器和照相機(jī)技術(shù)的改進(jìn)，高光譜成像技術(shù)被應(yīng)用到越來越多的行業(yè)中，包括醫(yī)學(xué)診斷、生物測(cè)量和航空領(lǐng)域等等。

　　1、醫(yī)學(xué)診斷

　　皮膚癌是常見的惡性腫瘤之一，由于它的早期表現(xiàn)同其他皮膚疾病相似，因此僅憑肉眼難以確診。而利用高光譜相機(jī)，則可以在五秒內(nèi)檢測(cè)到皮膚癌。相機(jī)應(yīng)用高分辨率超光譜成像技術(shù)，可捕捉到肉眼看不到的表皮癥狀。相機(jī)在2秒內(nèi)可以掃描拍攝12平方厘米的皮膚，偵測(cè)任何皮膚癌的前兆。患者根據(jù)掃描的結(jié)果就能提前做好診療的準(zhǔn)備。普通相機(jī)拍攝時(shí)只能捕捉到幾個(gè)窄波段圖像，而高光譜相機(jī)則可以捕捉幾十個(gè)。相機(jī)將拍攝到的圖像整合成三維圖像，因此皮膚上的任何腫瘤都將被精確地放大和定位。

　　2、生物測(cè)量

　　近年來隨著無人機(jī)發(fā)展的日漸成熟，無人機(jī)搭載高光譜相機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展，例如，利用無人機(jī)搭載高光譜相機(jī)對(duì)土壤氮磷鉀進(jìn)行了監(jiān)測(cè)研究，研究結(jié)果為土地的大范圍施肥提供決策依據(jù)；通過無人機(jī)高光譜相機(jī)獲取水稻田的高光譜影像，進(jìn)而分析水稻的葉片氮含量，所構(gòu)建的模型精度為R2=0.85，研究結(jié)果為無人機(jī)高光譜遙感反演水稻氮水平提供了理論依據(jù)；使用無人機(jī)搭載高光譜相機(jī)，可以測(cè)量樹上蘋果的糖含量，并在收獲季節(jié)之前預(yù)測(cè)質(zhì)量，確定其等級(jí)。