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成像光譜儀是新一代傳感器。70年代末80年代初，在研究歸納各種地物光譜特征的基礎(chǔ)上，形成這樣一個(gè)概念：如果能實(shí)現(xiàn)連續(xù)的窄波段成像，那么就有可能實(shí)現(xiàn)地面礦物的直接識(shí)別，由此產(chǎn)生了光譜和圖像結(jié)合為一體的成像光譜技術(shù)。1983 年美國(guó)噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室研制出第一臺(tái)航空成像光譜儀(AIS-1)，隨后包括中國(guó)在內(nèi)的許多國(guó)家都研制成功了一系列成像光譜儀，其中有以線陣探測(cè)器為基礎(chǔ)的光機(jī)掃描型，有以面陣探測(cè)器為基礎(chǔ)的固態(tài)推掃型，也有以面陣探測(cè)器加光機(jī)的并掃型。在20世紀(jì)80年代初正式開(kāi)始研制。研制這類(lèi)儀器的主要目的是想在獲取大量地物目標(biāo)窄波段連續(xù)光譜圖像的同時(shí)，獲得每個(gè)像元幾乎連續(xù)的光譜數(shù)據(jù)，因而稱(chēng)為成像光譜儀。成像光譜儀主要應(yīng)用于高光譜航空遙感。在航天遙感領(lǐng)域高光譜也開(kāi)始應(yīng)用。

國(guó)際上正在迅速發(fā)展的一種新型傳感器稱(chēng)為成像光譜儀，它是以多路、連續(xù)并具有高光譜分辨率方式獲取圖像信息的儀器。通過(guò)將傳統(tǒng)的空間成像技術(shù)與地物光譜技術(shù)有機(jī)地結(jié)合在一起，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)同一地區(qū)同時(shí)獲取幾十個(gè)到幾百個(gè)波段的地物反射光譜圖像。

成像光譜儀基本上屬于多光譜掃描儀，其構(gòu)造與CCD線陣列推掃式掃描儀和多光譜掃描儀相同，區(qū)別僅在于通道數(shù)多，各通道的波段寬度很窄。

成像光譜儀，采用高集成度的機(jī)械設(shè)計(jì)，配合的影像修正光學(xué)設(shè)計(jì)，真正可實(shí)現(xiàn)無(wú)光學(xué)像差的成像，同時(shí)設(shè)計(jì)中考慮良好的光通效率，既滿(mǎn)足實(shí)驗(yàn)室的使用性能，同時(shí)也能夠滿(mǎn)足工業(yè)在線的長(zhǎng)期使用的穩(wěn)定性需求。

成像光譜儀由光學(xué)系統(tǒng)、信號(hào)前端處理盒、數(shù)據(jù)采集記錄系統(tǒng)三部分組成。

數(shù)據(jù)的回放及預(yù)處理通過(guò)專(zhuān)用軟件在高性能的微機(jī)上完成。軟件具有如下功能：數(shù)據(jù)備份;快速回放;數(shù)據(jù)規(guī)整和格式轉(zhuǎn)換;圖像分割截取;標(biāo)準(zhǔn)格式的圖像數(shù)據(jù)生成等。

成像光譜儀的入射端采用狹縫設(shè)計(jì)，并采用的全密封式設(shè)計(jì)，可保證在實(shí)際使用中不會(huì)因?yàn)榄h(huán)境的灰塵等影響光譜儀的內(nèi)部光學(xué)元件，確保儀器的長(zhǎng)期正常使用;出射端采用標(biāo)準(zhǔn)的C型接口或U型接口，可與各種標(biāo)準(zhǔn)C型或U型CCD相機(jī)直接接配。

成像光譜儀工作方式主要為推掃式，為了實(shí)現(xiàn)掃描過(guò)程，一般利用外接掃描平臺(tái)帶動(dòng)光譜儀運(yùn)行;由于掃描平臺(tái)比較笨重，且增加了耗電量，給野外工作帶來(lái)諸多不便，所以現(xiàn)在型的成像光譜儀取消了掃描平臺(tái)，改為內(nèi)置式掃描設(shè)計(jì)，光譜成像減輕了整機(jī)重量和能耗，而且可以直接進(jìn)行垂直向下測(cè)量，更利于野外使用。

應(yīng)用高光譜分辨率成像光譜遙感起源于地質(zhì)礦物識(shí)別填圖研究，逐漸擴(kuò)展為植被生態(tài)、海洋海岸水色、冰雪、土壤以及大氣的研究中。

成像光譜儀在高光譜測(cè)量的基礎(chǔ)上，具有圖譜合一的優(yōu)勢(shì)，可以到葉片一個(gè)點(diǎn)去探測(cè)作物不同脅迫癥狀的特征，又可獲取受脅迫作物面狀的光譜信息，點(diǎn)面結(jié)合綜合地反映作物遭受脅迫的程度。所以，光譜成像已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)，學(xué)者們利用高光譜成像技術(shù)定量化地提取作物所遭受的各種脅迫特征，根據(jù)高分辨率的圖像對(duì)葉片及葉片的局部區(qū)域進(jìn)行分析，從而在更加微觀的尺度上進(jìn)行機(jī)理探測(cè)研究。

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