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高光谱技术应用

作者: 时间:2021-11-24

成像技术是人类视觉的延伸,高光谱技术在检测方面应用很多。高光谱技术应用主要包括农业高光谱、动物高光谱成像、矿物高光谱检测等,帮助人们更好地分析、理解这个世界。高光谱技术具有波段多、光谱范围窄、波段连续、信息量大等特点,是多光谱技术的升级。

随着成像技术的发展,成像技术经历了几个阶段:

1~单波段的灰度图片。全色成像一般空间分辨率较高,但不显示地物色彩,可与波段影像融合处理,得到既有全色影像的高分辨率,又有多波段影像的彩色信息的影像;

2~多光谱。同一时间得到3个或3个以上的光学频谱波段的光谱信息,得到模拟彩色图像,但空间分辨率较低;

3~高光谱。高光谱则可以看成多光谱技术的升级版本,由更多的光谱通道构成,当传感器的波长分辨率越大时,光谱通道越多,不仅能了解到样品各个位置的光谱信息,还可知道在特定光谱带内的信号位置分布,信息量更大。


基于高光谱波段多、光谱范围窄、波段连续、信息量大等特点,非常利于分析地物、研究各种光谱匹配模型等。举例如下:

一、农业高光谱

下图(a)蓝线表示由白色参考光谱分割得到的树的平均光谱,红线表示用同样的方法校正白色参考面板图像得到的校正光谱;(b)校正后的反射光谱。

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下图灰色的阴影类表示树冠阴影和/或树枝,橙色的阴影类表示阴影叶,不同种类的位置包含不同的光谱信息。

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下图为SisuCHEMA高光谱系统对玉米的成像效果。


二、动物高光谱成像。

伴随着医学的发展,在生物监测(代谢率、积累、排泄等指标)、微血管系统可视化研究、肿瘤组织识别,实时外科手术导航、靶向药物分布与药物代谢研究、细胞微环境检测(脂质体、mRNApH等)、纳米药物与纳米探针、无接触检测心跳和呼吸频率等多种领域,技术要求越来越严格,相应地,高光谱技术应运而生。

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三、矿物高光谱检测

下图为SISUROCK 高光谱成像系统对矿物的检测光谱图。





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