什么是高光譜成像技術？高光譜成像技術是一種融合了圖像和光譜的檢測技術，能同時獲取待測物體的空間信息和光譜信息，因此該技術既可以直觀反映研究對象外觀紋理特征，又可以像光譜信息一樣間接反映物體內部物理結構和品質成分特性。本文對高光譜成像技術的具體應用作了介紹，感興趣的朋友可以了解一下！
什么是高光譜成像技術？
高光譜成像技術，是一種新興的集數字攝像機和光譜攝制于一體的無接觸式檢測技術，具有高效、實時、在線等無損檢測特點。其中，待測物影像信息借助成像光譜儀完成提取，由于空間掃描由器件的固體自掃描完成，像元凝視時間長，從而獲取圖像的空間分辨率較高，與此同時，成像光譜儀同步采集待測物物質結構及化學組成對應的光譜信息，高光譜成像系統在納米級的光譜分辨率上，以幾十至數百個波長同時對物體連續成像，實現物體空間信息、光譜信息和光強度信息的同步獲取，從而構建三維數據空間體。光譜采集方式包含反射、透射、散射和熒光4種模式，其光譜覆蓋面包含紫外、可見光、近紅外和中紅外區域，所獲波段信息量大、分辨率高、連續性強，可為待測物屬性分析與判斷提供依據。在既定光源條件下，樣品經成像光譜儀采集光譜數據后傳輸到PC機進行相關數據處理，數據采集部位可由移動平臺控制實現。
通常，高光譜成像技術對目標產物的成功反演大致需要2個階段，即光譜圖像信息前處理和提取信息與目標產物擬合預測。其中，前者包含圖像預處理技術、切趾處理技術、光譜復原技術、相位校正技術、光譜定標技術等，后者可通過主成分分析、灰度共生矩陣等方法提取特征波段變量作為輸入變量，然后結合支持向量機、偏最小二乘法、神經網絡、遺傳算法、模糊邏輯等算法構建預測模型，實現對目標變量的成功反演。
高光譜成像技術的具體應用：
1.在生態資源領域的應用
在生態資源領域，高光譜成像技術與遙感技術的結合，以高精度、高效率的優勢可以實現植被覆蓋勘探與識別、地表生物數量估計、大氣污染狀況評估、地質環境污染動態勘測等。在水質污染情況檢測中，高光譜成像技術能根據水資源中含有不同有機物所反映在圖譜中的波段變化，根據光譜特征的相關性與差異性評判水質污染狀況。還能通過空間信息、輻射強度分布情況判斷水資源中污染物的探測、水溫實時監控等。同理，在地質礦產資源勘查工作中，通過捕獲的空間信息、光譜信息、輻射強度信息實現地質礦產資源的識別與分布情況。
2.在軍事航天領域的應用
在軍事航天領域，高光譜成像技術主要應用于軍事偵查、探測目標的偽裝性、欺騙性，發覺隱藏目標等方面。通過比對偽裝目標與樣本材料的譜圖差異性分辨真假，顯示遮擋物體與環境之間的光譜特征的差異實驗目標的揭露，達到反欺詐的效果。除此之外，高光譜成像技術正朝向天文行星探測領域發展，作為航空探測儀器成功搭載在中國首顆繞月人造衛星中。
3.在農業食品領域的應用
在農業食品領域，高光譜成像技術能在檢測目標物的外部特征同時又能探測內部品質與安全，在農業監控與食品安全領域取得了較好的檢測結果。高光譜成像技術的優勢能貼合農業生產與食品制造的待測量龐大和無損檢驗的要求，在不影響外形、不破壞結構的非接觸檢測下，快速、準確、高效的對農藥殘留、農產物優劣、食品腐敗等問題大批量檢驗。
4.在醫學診斷領域的應用
在醫學診斷領域，高光譜成像技術通過對正常組織與器官的光譜特征與病變組織、器官相對比，對機體健康狀況進行檢測評估，因其具備“信息三合一”的優勢還能應用于臨床方面，高靈敏度、高特異性的同時判斷人體組織病變情況與分布位置，對于各類臨床手術具有實質性的指導作用。高光譜成像技術不僅能捕獲目標物的物理信息與化學信息，還能達到非破壞性實時監測，在推動醫學診斷領域的發展中卓有成效。
5.在文物保護領域的應用
在文物保護領域，高光譜成像技術相較于多光譜能在更精細的波段范圍成像，豐富了數據信息，提高了光譜、空間的分辨率，對待測物體進行無損檢測為歷史文物的鑒定工作提供了強有力的技術支撐。在國外，多用于文物的奠定分析，在國內，高光譜成像技術在考古與文物藝術品保存中得到廣泛應用。
