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什么是高光谱图像？高光谱图像科普文

2023-09-05

随着近年来我国遥感事业的迅速发展，越来越多的遥感研究开始走进人们的视野。那么，什么是高光谱图像？看完这篇高光谱成像科普文你就知道了！

 遥感通俗地讲就是不用接触的，远距离的探测技术。一般指运用传感器或遥感器对物体（以实物和地面设施居多）的电磁波的辐射、反射特性的探测。获取物体反射、辐射或散射的电磁波信息（如电场、磁场、电磁波、地震波、光波等信息），并进行提取、判定、加工处理、分析与应用的一门科学和技术。

既然提到了光波，那么高光谱就成为了遥感技术最重要的应用之一。

问大家一个问题，我国有960万平方公里，需要耗费多少人力物力才能将我国地图绘制出来呢？其实这个问题的答案很简单，使用卫星遥感技术，在卫星上使用高光谱成像仪进行拍摄，根据地面反射的光谱信息判断地面上究竟是什么建筑或地形。这项划时代的技术根本理论在于：不同的物体对于光线照射会反射不同的波长。

卫星遥感绘制的我国地图

光谱分辨率在10-2λ数量级范围内的光谱图像称为高光谱图像(Hyperspectral Image)。可以使用高光谱传感器（即光谱成像仪）对需要探测的物体进行在电磁波谱数十至数百个连续且细分的光谱波段对目标区域同时成像。获得的图像中包含了大量信息，以光谱信息和地表信息为主，但其中有些波段信息冗余，故需要进行数据预处理后方可使用。

人类的眼睛只能接受可见光的范围，但高光谱成像仪可以捕获电子波谱上的任何波段的信息，可以发现人类传统视觉难以发现的信息。

高光谱地表成像

高光谱图像简而言之就是三维立体图像，不同于黑白图片是单通道，彩色图片RGB三通道，高光谱图像的通道数是由波段数决定的，图像的长宽与正常图片相同，但包含了几十甚至上百个波段的信息。比如对一个物体进行高光谱成像，使用200*200像素并且选择300个波段，那么最终成像结果是200*200*300的三维立体图像。

波段图

电磁波

下面展示一下苹果在不同波段的高光谱成像仪下的图片：

波长从左至右依次增加，可以明显看出苹果对不同波长的波反射结果不同。

三个波段