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來源:賽斯拜克 發(fā)表時(shí)間:2023-08-21 瀏覽量:563 作者:
多光譜成像技術(shù)(Multi-spectral Imaging)與高光譜成像技術(shù)(Hyperspectral Imaging)在科學(xué)研究和實(shí)際應(yīng)用中都扮演著重要的角色。雖然它們都是利用不同波長下的圖像信息進(jìn)行識(shí)別和分析,但它們之間存在著顯著的差異。本文將詳細(xì)闡述這兩種成像技術(shù)的區(qū)別。
多光譜成像技術(shù)
多光譜成像技術(shù)是一種較早的遙感技術(shù),它的工作原理是利用不同顏色的濾光片在單個(gè)鏡頭上拍攝同一場(chǎng)景的多張圖像。這些圖像分別對(duì)應(yīng)不同的波段,通常包括紅、綠、藍(lán)以及近紅外波段。通過對(duì)這些圖像的分析和處理,我們可以獲得場(chǎng)景中不同物質(zhì)的更多信息。例如,在綠色和紅色波段拍攝的圖像中,可以清楚地看到植被的輪廓,而在藍(lán)色波段拍攝的圖像中,則可以看到水體的輪廓。
高光譜成像技術(shù)
高光譜成像技術(shù)是一種更為先進(jìn)的遙感技術(shù),它通過將光線分解成數(shù)百個(gè)甚至數(shù)千個(gè)窄波段,并對(duì)每個(gè)波段獲取完整的圖像,從而獲取被測(cè)物的詳細(xì)信息。因此,高光譜圖像不僅包含了像素的位置信息,還包含了該像素在各個(gè)波段上的強(qiáng)度信息。這使得高光譜成像技術(shù)在目標(biāo)識(shí)別、物質(zhì)分類和地形分析等方面具有很高的應(yīng)用價(jià)值。
比較和區(qū)別
多光譜成像技術(shù)雖然也可以提供不同波段的圖像信息,但是其獲取的波段數(shù)量相對(duì)較少(通常為數(shù)個(gè)),而且每個(gè)波段的圖像信息較為粗糙。相比之下,高光譜成像技術(shù)獲取的波段數(shù)量更多,且每個(gè)波段的圖像信息更為精細(xì)。因此,高光譜成像技術(shù)能夠提供更豐富的圖像信息,更有利于目標(biāo)的精細(xì)識(shí)別和分類。
波段數(shù):多光譜成像技術(shù)通常指3到10個(gè)波段,而高光譜成像技術(shù)可能有數(shù)百或數(shù)千個(gè)波段。
光譜分辨率:多光譜的光譜分辨率較差,由于波段較寬,能夠捕獲的數(shù)量也相對(duì)較少;而高光譜由更窄的波段(10-20 nm)組成,具有較高的光譜分辨率,可以檢測(cè)物體的光譜特效,可提供更多無形的數(shù)據(jù)。
信息量:多光譜圖像的信息含量較低是阻礙其持續(xù)發(fā)展的一大原因,而高光譜信息量豐富,具有較大的應(yīng)用開發(fā)空間。
復(fù)雜性:由于波段數(shù)量的限制,多光譜復(fù)雜性較低,更容易理解和應(yīng)用,而高光譜則需要較多工作來處理。
成本:多光譜只需要收集幾個(gè)光譜帶,技術(shù)并不復(fù)雜,購買和維護(hù)成本較低,而高光譜隨著的技術(shù)特性就要求更好、更多的技術(shù)來支持,成本也相對(duì)較高。
處理方式:多光譜處理的是有限的圖像,呈現(xiàn)的范圍具有局限性,而高光譜處理的是光譜和圖像,能夠呈現(xiàn)更多維度。
相機(jī)差異:高光譜相機(jī)可以測(cè)各種不同波長,覆蓋紅外線、紫外線區(qū)域的部分,而多光譜只能分離特定波長。
像素合成差異:多光譜是離散的樣本光譜,每個(gè)像素可能有4到20個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)而已,而高光譜的每個(gè)像素都是一個(gè)連續(xù)或者完整的光譜。
1.波段數(shù) 多光譜成像遵循低地球軌道和太陽同步。多光譜衛(wèi)星沿 5 到 10 個(gè)頻譜波段捕獲數(shù)據(jù)。大多數(shù)情況下,它還捕獲所有三種原色和紅外部分中的幾個(gè)塊。 另一方面,高光譜成像可以檢測(cè)光譜內(nèi)的數(shù)千個(gè)不同波段。如果分析人員熟悉它們的光譜特性,則 Sich 圖像對(duì)于檢測(cè)某些物體和礦物非常有幫助。就像多光譜一樣,他們的衛(wèi)星也遵循太陽同步低地球軌道。
2.光譜分辨率細(xì)節(jié) 光譜分辨率是指?jìng)鞲衅鳒y(cè)量的電磁光譜部分的數(shù)量和寬度。多光譜遙感的光譜分辨率較差。因此,它使得像高光譜傳感器一樣容易識(shí)別地球特征變得更加困難。原因是由于波段較寬,多光譜傳感器被捕獲的數(shù)量很少。 另一方面,高光譜遙感具有較高的光譜分辨率,可以檢測(cè)物體和礦物的光譜特性,提供了更好的能力去看到無形的東西。
3.窄波段 多光譜遙感系統(tǒng)使用并行傳感器陣列來檢測(cè)少量更寬波段的輻射。同時(shí),在高光譜遙感中,波段要窄得多。
總的來說,多光譜和高光譜成像技術(shù)各有其特點(diǎn),根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景和需求,可以選擇更適合的成像技術(shù)。