圖譜合一是高光譜遙感的特點(diǎn)之一。

高光譜遙感的特點(diǎn)：

(1) 波段多：

可以為每個(gè)像元提供十幾、數(shù)百甚至上千波段；光譜范圍窄：波段范圍一般小于10nm；

(2) 圖譜合一：

高光譜遙感圖像將地物空間、光譜和輻射信息融合到一起，具有更加豐富的地物類別信息；

(3) 波段連續(xù)（具有光譜連續(xù)性）：

由于成像光譜儀的光譜通道較多，每個(gè)像元在一定范圍內(nèi)具有精細(xì)、連續(xù)的光譜曲線，該曲線能真實(shí)反映波譜能量百分比隨波長(zhǎng)變化的規(guī)律；

有些傳感器可以在350~2500nm的太陽(yáng)光譜范圍內(nèi)提供幾乎連續(xù)的地物光譜；

(4) 數(shù)據(jù)量大：

隨著波段數(shù)的增加，數(shù)據(jù)量成指數(shù)增加；

(5) 信息冗余增加：

由于相鄰波段高度相關(guān)，冗余信息也相對(duì)增加。

高光譜成像是一種結(jié)合成像和光譜的技術(shù), 通過在二維檢測(cè)器陣列的每個(gè)像素處收集光譜信息, 產(chǎn)生空間和光譜信息的三維數(shù)據(jù)集, 并稱之為超立方體。

高光譜成像技術(shù)在公安刑偵領(lǐng)域的應(yīng)用

在公安刑偵及司法鑒定領(lǐng)域，傳統(tǒng)的光學(xué)成像方法只能記錄被攝物的亮度分布信息，各種化學(xué)成分所蘊(yùn)含的大量光學(xué)特性沒有得到充分挖掘和利用，存在鑒定困難、復(fù)雜、以及有損檢測(cè)。高光譜成像技術(shù)將圖像與光譜技術(shù)相結(jié)合，可同時(shí)快速、準(zhǔn)確地獲取被檢測(cè)物的圖像信息和光譜信息，使得光譜成像具有形態(tài)檢驗(yàn)和成分檢驗(yàn)雙重作用。同時(shí)，憑借無損、檢測(cè)速度快和不損害被測(cè)物的優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于公安刑偵領(lǐng)域的物證搜索、無損取證和鑒定。

高光譜成像技術(shù)在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用

目前隨著土地資源的逐步減少，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)近年來發(fā)展迅速。利用LCTF高光譜成像技術(shù)及光譜分析，配合其它如北斗GPS/GIS等技術(shù)，可精確設(shè)定最佳耕作、播種、施肥、灌溉、噴藥、收獲時(shí)機(jī)等多種操作，變傳統(tǒng)的粗放經(jīng)營(yíng)為精細(xì)生產(chǎn)。針對(duì)需求，部署利用無人機(jī)部署高光譜成像儀，用以長(zhǎng)期、持續(xù)地進(jìn)行農(nóng)作物監(jiān)測(cè)，自然災(zāi)害動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)等的光譜圖像數(shù)據(jù)采集，分析。

高光譜儀器能夠?qū)崿F(xiàn)農(nóng)作物長(zhǎng)勢(shì)監(jiān)測(cè)；農(nóng)作物分類；播種面積監(jiān)測(cè)和產(chǎn)量預(yù)報(bào)；農(nóng)田土地資源調(diào)查、土壤侵蝕調(diào)查；自然災(zāi)害實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和損失評(píng)估；農(nóng)業(yè)自然資源與環(huán)境的監(jiān)測(cè)與評(píng)估。

高光譜成像技術(shù)在生物醫(yī)學(xué) 領(lǐng)域的應(yīng)用

高光譜成像能夠同時(shí)獲取待測(cè)物體的圖像信息和光譜信息, 具有圖譜合一的優(yōu)勢(shì)。利用高光譜（簡(jiǎn)稱：HSI)對(duì)組織進(jìn)行檢測(cè)時(shí), 光能夠穿透生物組織一定的厚度。由于生物組織結(jié)構(gòu)的不均一性, 光在各個(gè)方向發(fā)生散射, 而血紅蛋白、黑色素和水會(huì)吸收不同波長(zhǎng)的光, 因此, 不同組織或器官的反射光譜取決于自身的生物化學(xué)和組織學(xué)特性, 這就為鑒別正常組織和癌變組織提供了強(qiáng)有力的依據(jù)。圖像中每個(gè)像素的光譜特征使HSI技術(shù)能夠識(shí)別各種病理狀況。在非侵入性癌癥檢測(cè)、糖尿病足潰瘍、心臟和循環(huán)系統(tǒng)病理學(xué)及其他疾病檢測(cè)、手術(shù)指導(dǎo)等方面發(fā)揮了重要作用。

到目前為止, 組織病理學(xué)仍然是各種癌癥診斷的金標(biāo)準(zhǔn), 但是, 這種方法對(duì)人體損傷較大且成本較高, 最終的診斷結(jié)果仍取決于病理學(xué)專家的主觀判斷, 難免會(huì)存在一定的片面性。癌變過程往往伴隨著組織結(jié)構(gòu)在細(xì)胞和亞細(xì)胞水平上的變化, 這些組織內(nèi)部結(jié)構(gòu)和生物化學(xué)成分變化是癌癥早期診斷非常重要的標(biāo)識(shí)信號(hào)。HSI將成像技術(shù)和光譜技術(shù)相結(jié)合, 使得利用HSI技術(shù)能夠同時(shí)獲得實(shí)驗(yàn)對(duì)象的化學(xué)和物理特征, 并具有良好的空間分辨率, 在不同器官的癌癥診斷方面具有很大的應(yīng)用潛力。

高光譜成像技術(shù)在食品安全領(lǐng)域的應(yīng)用

近年來,食品安全問題備受關(guān)注，人們對(duì)果蔬品質(zhì)與安全標(biāo)準(zhǔn)的要求也越來越高，已成為社會(huì)關(guān)注的熱點(diǎn)。傳統(tǒng)果蔬品質(zhì)檢測(cè)方法如化學(xué)法、高效液相色譜法、質(zhì)譜分析法等通常對(duì)待測(cè)物具有破壞性，且檢測(cè)速度慢。高光譜成像技術(shù)將圖像與光譜技術(shù)相結(jié)合，可同時(shí)快速、準(zhǔn)確地獲取被測(cè)食品的圖像信息和光譜信息,憑借無損、檢測(cè)速度快和不損害被測(cè)食品的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)食品品質(zhì)和質(zhì)量的快速、高效檢測(cè)，使得其在食品安全檢測(cè)中有著極為廣泛的應(yīng)用。

高光譜成像技術(shù)在文物保護(hù)領(lǐng)域 的應(yīng)用

很多文物古跡，都經(jīng)歷千百年時(shí)間，其表面多少都有一些損傷、風(fēng)化或顏料的脫落、文字的消失以及不同程度的腐蝕，有不可復(fù)原性，且很難承受接觸式檢測(cè)帶來地?fù)p傷和破壞，這對(duì)文物受損程度的評(píng)判、掩蓋信息的發(fā)現(xiàn)和修復(fù)帶來了巨大地阻礙。

高光譜憑借無損、無接觸，且擁有可捕獲物質(zhì)的“指紋光譜”這一特性，在文物被掩蓋信息的發(fā)現(xiàn)上和文物修復(fù)過程中發(fā)揮著越來越重要的作用。高光譜圖像是將成像技術(shù)和光譜技術(shù)相結(jié)合的多維信息檢測(cè)技術(shù)，其特點(diǎn)在于極高的光譜分辨率和空間分辨率，只要被測(cè)物質(zhì)留有微弱的信號(hào)，我們都可以根據(jù)光譜特征將其探測(cè)出來、并標(biāo)明在什么位置。

高光譜成像技術(shù)在地物監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用

近年來，物候觀測(cè)與研究的領(lǐng)域不斷拓展，氣候變化、土地利用和生物多樣性等成為觀測(cè)與研究的重要領(lǐng)域。高光譜成像技術(shù)結(jié)合了光學(xué)成像與光譜分析，在植物物候遙感觀測(cè)方面已發(fā)揮重要作用。隨著高光譜成像技術(shù)的發(fā)展，具有高空間分辨、高光譜分辨能力的的微小型LCTF高光譜成像技術(shù)日趨成熟。利用抵近觀測(cè)的方式，可以獲取植物物候的持續(xù)的高光譜圖像數(shù)據(jù)；利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，可以把物候高光譜成像觀測(cè)從單一站點(diǎn)擴(kuò)展到區(qū)域、全國(guó)乃至全球范圍。 

高光譜儀器介紹

本研究應(yīng)用了400-1000nm的高光譜相機(jī)，可采用廣東賽斯拜克SineSpec科技有限公司產(chǎn)品SP130M進(jìn)行相關(guān)研究。光譜范圍在400-1000nm，波長(zhǎng)分辨率優(yōu)于2.5nm，可達(dá)1200個(gè)光譜通道。采集速度全譜段可達(dá)128FPS，波段選擇后最高3300Hz（支持多區(qū)域波段選擇）。

科技改變生活，圖譜合一，智能感知，行業(yè)應(yīng)用，無限可能