光譜成像技術的特點和分類

光譜成像技術是將傳統的二維成像技術和光譜技術有機結合在一起從而獲得數據立方體的一門新興技術，具有空間可識別性、超多波段、光譜分辨率高以及圖譜合一等優點。本文主要介紹了光譜成像技術的特點和分類。

光譜成像技術的特點

光譜成像技術最早起源於遙感領域，並於20世紀80年代由美國噴氣推進實驗室（JPL）正式提出。該技術集光學、光譜學、精密機械、光電子學、電子學、信息處理、計算機科學等領域的先進技術於一體，將傳統二維成像技術與一維光譜技術相結合，利用物質光譜特有的不同物不同譜，同物一定同譜的“指紋效應”，對獲取的由目標景物的二維空間信息和隨波長分布的一維光譜信息組成的“數據立方體”進行分析，在得到目標景物大致輪廓的同時獲得其內部結構及組成成分。

光譜成像技術與傳統成像技術相比，具有波段多（光譜通道可達數百甚至上千個）的突出優點。由於該技術滿足了人們對於同時獲取二維空間信息和一維光譜信息的需求，因此該技術在提出至今30多年時間內得到迅速發展並日趨成熟，在遙感、大氣環境監測、工業生產、醫學、農業、海洋、國防安全等眾多領域中發揮重大作用，成為光學探測技術中不可或缺的一部分。

光譜成像技術的類型

光譜成像技術的分類方法多種多樣，根據光譜分辨率的不同，可將光譜成像技術分為多光譜成像技術、高光譜成像技術和超光譜成像技術三大類。

① 多光譜成像技術

波段數為幾個或幾十個，且光譜通道是不連續的；光譜分辨率在10-1λ數量級內（100nm左右），由於其光譜覆蓋範圍較寬，因此該類技術工作波段通常選擇在目標物體輻射特性最突出的範圍。該類技術適用於地帶分類以及土地使用評估，如“增強型主題測繪儀”、美國陸地衛星TM以及法國SPOT衛星。

② 高光譜成像技術

波段數在幾百到一千之間，且多個光譜通道是連續的；光譜分辨率在10-3λ數量級內（10nm左右），即光譜覆蓋範圍較窄。該技術主要用於農業、森林、土地、海洋等領域，如美國的AVIRIS，該儀器的光譜分辨率為10nm，空間分辨率為20m，所測波段為224個，光譜覆蓋範圍是0.4～2.5μm。

③ 超光譜成像技術

波段數在1000～10000之間，且多個光譜通道是連續的；光譜分辨率在10-3λ數量級內（1nm以下），其光譜覆蓋範圍最窄，該技術可用於微粒及大氣成分研究，如美國國家航空航天局（NASA）研製出的地球同步成像傅裏葉變換光譜儀（GIFTS）。