高光谱仪 浅谈高光谱成像光谱仪

成像光谱仪的设计，顾名思义，既需要“成像”，又需要“光谱”，是一个很有特色的光学系统。

最早的成像光谱仪诞生于美国。1982年NASA 空研制了世界上第一台实验成像光谱仪，并在飞行试验中成功采集了成像光谱数据，初步显示了其在矿物识别和植被分类方面的优越性。1987年，美国研制了实用记录可见光红外成像光谱仪，为遥感应用部门提供高质量的成像光谱数据。

刚才我们说成像光谱仪的目的是既成像又光谱，其效果是这样的:

这组数据的特点是可以从图像的每个点提取一组光谱数据。因为我们知道物质的光谱是有特征的，不同的物质有不同的光谱。因此，通过分析这组光谱成像数据，我们可以分析图片中物体的类型。这项技术在环境监测、军事勘探、农业监测和资源勘探中发挥了巨大作用。

而高光谱成像光谱仪这个高词也说得很好。这个高度主要对应于以前的仪器叫多光谱成像光谱仪。从角度来说，高光谱和多光谱没有区别，都是一条连续的线下来得到一个光谱成像数据立方体。然而，这种高特征仍然会体现在更多的数据丰富性上，如更宽的光谱范围、更多的光谱段、更高的光谱分辨率等。高光谱之后是高光谱成像，在高光谱的基础上进一步丰富了数据量。

一般来说，高光谱成像光谱仪主要有三种类型:棱镜光谱、光栅光谱和傅里叶变换。其中，棱镜分光和光栅分光可以看作是一种色散成像光谱仪。目前世界上开发运营的高光谱成像光谱仪，除了Powerstar 2上的FTHSI采用傅里叶变换成像光谱仪外，其他高光谱成像仪均采用色散光谱。

这三种分光应该说各有利弊:

棱镜光谱与光栅光谱相比，主要有以下区别:1)能量利用率更高；2)光谱维数只能被校正为近似线性；3)较低的光谱分辨率；4)体积和质量略高。

与光栅光谱相比，傅里叶变换光谱地面分辨率低，标定难度大，不能实时监测，数据量大

具体对比如下