安康大規(guī)模高光譜成像儀發(fā)展現(xiàn)狀

所謂高光譜圖像就是在光譜維度上進(jìn)行了細(xì)致的分割，不僅*是傳統(tǒng)所謂的黑、白或者R、G、B的區(qū)別，而是在光譜維度上也有N個(gè)通道，例如：我們可以把400nm-1000nm分為300個(gè)通道。因此，通過(guò)高光譜設(shè)備獲取到的是一個(gè)數(shù)據(jù)立方，不僅有圖像的信息，并且在光譜維度上進(jìn)行展開(kāi)，結(jié)果不僅可以獲得圖像上每個(gè)點(diǎn)的光譜數(shù)據(jù)，還可以獲得任一個(gè)譜段的影像信息。高光譜成像技術(shù)是基于非常多窄波段的影像數(shù)據(jù)技術(shù)，它將成像技術(shù)與光譜技術(shù)相結(jié)合，探測(cè)目標(biāo)的二維幾何空間及一維光譜信息，獲取高光譜分辨率的連續(xù)、窄波段的圖像數(shù)據(jù)。目前高光譜成像技術(shù)發(fā)展迅速，常見(jiàn)的包括光柵分光、聲光可調(diào)諧濾波分光、棱鏡分光、芯片鍍膜等。隨著高光譜成像的光譜分辨率的提高，其探測(cè)能力也有所增強(qiáng)。安康大規(guī)模高光譜成像儀發(fā)展現(xiàn)狀

工作原理在精細(xì)光譜技術(shù)下，物質(zhì)燃燒后產(chǎn)生的離子都會(huì)有明顯的特殊峰值，這個(gè)峰值在多光譜像機(jī)下十分明顯，如下圖清晰反映了離子在不同譜段下的變化曲線和定位曲線，火焰光探測(cè)儀正是利用這些離子的譜線特征來(lái)識(shí)別火焰，確保在復(fù)雜條件下被檢測(cè)的火焰是準(zhǔn)確和真實(shí)的。產(chǎn)品特點(diǎn)1.采用光譜檢測(cè)來(lái)識(shí)別火焰，可靠性高，被識(shí)別物??；2.可有效避免各種環(huán)境因素產(chǎn)生的干擾；3.可檢測(cè)不小于3cm2的火焰；4.復(fù)合數(shù)據(jù)信息，二維的空間信息和一維的光譜信息。應(yīng)用領(lǐng)域石油化工、鉆井、易燃材料儲(chǔ)存?zhèn)}庫(kù)；汽車---制造、油漆噴霧房；飛機(jī)---工業(yè)和***，醫(yī)藥業(yè)；粉房等高風(fēng)險(xiǎn)工業(yè)染料的生產(chǎn)、儲(chǔ)存、運(yùn)輸?shù)?；寶雞標(biāo)準(zhǔn)高光譜成像儀案例然后通過(guò)分光元件投射到面陣相機(jī)；計(jì)算機(jī)軟件和硬件用來(lái)控制高光譜成像系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)。

光路復(fù)用輕小型成像光譜技術(shù)是利用凹面光柵，實(shí)現(xiàn)的一種小型化緊湊型成像光譜儀。在無(wú)人機(jī)或偵察機(jī)偵查、淺海探雷等方面具有*的優(yōu)勢(shì)。戰(zhàn)術(shù)目標(biāo)情報(bào)偵察空間目標(biāo)監(jiān)視與對(duì)抗**氣象與環(huán)境探測(cè)：植被要素探測(cè)，土質(zhì)探測(cè)，人工地物探測(cè)，陸地水域探測(cè)能力需求，島礁測(cè)繪新概念衛(wèi)星***應(yīng)用，細(xì)胞衛(wèi)星、手機(jī)衛(wèi)星、芯片衛(wèi)星由于海水的反射率要遠(yuǎn)低于陸地反射率，背景信號(hào)較強(qiáng)而有效信號(hào)較弱，需要儀器的能量通量和信噪比都具有很好的性能。對(duì)洋流、海洋漁業(yè)資源的監(jiān)測(cè)及海洋生態(tài)環(huán)境和海洋污染的監(jiān)測(cè)控制更高分辨率技術(shù)指標(biāo)設(shè)計(jì)：空間分辨率和光譜分辨率更高；更高靈敏度和反演精度更高的分辨率和探測(cè)靈敏度使溫濕度反演精度更高。結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定、緊湊；雙角鏡的一體化設(shè)計(jì)使用使系統(tǒng)穩(wěn)定性更好，結(jié)構(gòu)也更緊湊；體積更小、質(zhì)量更輕通過(guò)光路折轉(zhuǎn)使光路緊湊，減小體積，通過(guò)新型材料的使用和輕量化設(shè)計(jì)使系統(tǒng)質(zhì)量更輕；安裝接口標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，通過(guò)更換物鏡組件和狹縫組件，快速實(shí)現(xiàn)不同的空間分辨率、光譜分辨率。

光柵分光原理圖1在經(jīng)典物理學(xué)中，光波穿過(guò)狹縫、小孔或者圓盤(pán)之類的障礙物時(shí)，不同波長(zhǎng)的光會(huì)發(fā)生不同程度的彎散傳播，再通過(guò)光柵進(jìn)行衍射分光，形成一條條譜帶。也就是說(shuō)：空間中的一維信息通過(guò)鏡頭和狹縫后，不同波長(zhǎng)的光按照不同程度的彎散傳播，這一維圖像上的每個(gè)點(diǎn)，再通過(guò)光柵進(jìn)行衍射分光，形成一個(gè)譜帶，照射到探測(cè)器上，探測(cè)器上的每個(gè)像素位置和強(qiáng)度表征光譜和強(qiáng)度。一個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)一個(gè)譜段，一條線就對(duì)應(yīng)一個(gè)譜面，因此探測(cè)器每次成像是空間一條線上的光譜信息，為了獲得空間二維圖像再通過(guò)機(jī)械推掃，完成整個(gè)平面的圖像和光譜數(shù)據(jù)采集。分光設(shè)備是高光譜成像系統(tǒng)的**元件之一光學(xué)元件把寬波長(zhǎng)的混合光分散為不同頻率的單波長(zhǎng)光。

AOTF系統(tǒng)組成：成像物鏡+準(zhǔn)直鏡+偏振片+晶體+偏振片+物鏡+detector，入射光經(jīng)過(guò)物鏡會(huì)聚之后進(jìn)入準(zhǔn)平行鏡（把所有的入射光變成平行光），準(zhǔn)平行光進(jìn)入偏振片通過(guò)同一方向的傳播的光，平行光進(jìn)入晶體之后，平行于光軸的光按照原來(lái)方向前行，非平行光進(jìn)行衍射，分成兩束相互垂直o光和e光（入射光的波長(zhǎng)不同經(jīng)過(guò)晶體之后的o光與e光的角度也不同，因此在改變波長(zhǎng)的過(guò)程中，圖像會(huì)出現(xiàn)漂移）；o光和e光及0級(jí)光分別會(huì)聚在不同的面上。如圖所示：圖4為了保證入射光經(jīng)過(guò)準(zhǔn)平行鏡之后能夠完全變化成平行光，因此對(duì)前端的物鏡視場(chǎng)角有一定的要求，根據(jù)晶體的xxx角，可算出物鏡比較大的視場(chǎng)角，小于比較大視場(chǎng)角的情況，成像ok，如果大于視場(chǎng)角，則會(huì)造成重影（衍射光與0級(jí)光都進(jìn)入了sensor）；圖1為一個(gè)典型的高光譜成像系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。安康大規(guī)模高光譜成像儀發(fā)展現(xiàn)狀

并把分散光投射到面陣相機(jī)上； 相機(jī)是高光譜成像系統(tǒng)的另一個(gè)**元件。安康大規(guī)模高光譜成像儀發(fā)展現(xiàn)狀

隨著高光譜成像的光譜分辨率的提高，其探測(cè)能力也有所增強(qiáng)。因此，與全色和多光譜成像相比較，高光譜成像有以下***優(yōu)勢(shì)。(1)有著近似連續(xù)的地物光譜信息。高光譜影像在經(jīng)過(guò)光譜反射率重建后，能獲取與被探測(cè)物近似的連續(xù)的光譜反射率曲線，與它的實(shí)測(cè)值相匹配，將實(shí)驗(yàn)室中被探測(cè)物光譜分析模型應(yīng)用到成像過(guò)程中。(2)對(duì)于地表覆蓋的探測(cè)和識(shí)別能力極大提高。高光譜數(shù)據(jù)能夠探測(cè)具有診斷性光譜吸收特征的物質(zhì)，能準(zhǔn)確的區(qū)分地表植被覆蓋類型，道路地面的材料等。(3)地形要素分類識(shí)別方法是多種多樣的。影像分類既可以采用如貝葉斯判別、決策樹(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、支持向量機(jī)的模式識(shí)別方法，也可以采用基于被探測(cè)物的光譜數(shù)據(jù)庫(kù)的光譜進(jìn)行匹配的方法。分類識(shí)別特征是既可以采用光譜診斷特征，也可以采用特征選擇與提取。安康大規(guī)模高光譜成像儀發(fā)展現(xiàn)狀

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