Was ist hyperspektrale Bildgebung?

Hyperspektrale Bildgebung ist eine Technik, die einem reflektierten Bild eine farbenfrohe dritte Dimension verleiht, die die Spektraldaten der Ziele enthält.Es kann in Anwendungen wie topografischer Analyse von Mineralvorkommen oder Farmen, militärischer Überwachung, medizinischer Gewebeanalyse und archäologischer Kartierung verwendet werden.Die hyperspektrale Bildgebung bietet eine Fülle von Licht- und Zusammensetzungsdaten von Bildgebungssensoren im Feld, im Labor und sogar im Raum.

Spektralbilder analysiert Reflexionsspektren oder Lichtwellenlängendaten.Es kann Technologie verwenden, wie z. B. Spiegel, Prismen, Linsen und Lichtsensoren reflektiert, ähnlich wie die Komponenten und Ladungsgeräte (CCD) -Pips in einer Digitalkamera.In Kombination mit der Remote -Bildgebungstechnologie wird die Spektralbildgebung verwendet, um die Wellenlängen des von einem Zielmaterials gestreuten elektromagnetischen Spektrums zu messen.Geräte, die als Spektrometer und Spektroradiometer bezeichnet werdenvon spektralen Daten direkt zum Bild.Dieser Datensatz ist wie ein Stapel Schnappschüsse in einen „hyperspektralen Würfel“ gestapelt, in dem jedes Pixel seine spektralen Daten enthält.Multispektrale Bildgebung kombiniert Daten von Zehn- oder Hunderten elektromagnetischer (EM) -Banden, aber Hyperspektralwürfel können Daten von Tausenden von Bändern verarbeiten.

Multispektrale Bildgebung verwendet normalerweise Daten von mehreren Sensoren, während hyperspektrale Daten häufig als Satz von zusammenhängenden Bändern aus einem einzelnen Sensor gesammelt werden.Je mehr Daten, desto klarer das Bild.Je klarer das Bild, desto leichter zu bestimmen, welche Substanzen oder Substanzen das Subjekt gemacht wird.

Einige Anwendungen der hyperspektralen Bildgebung umfassen chemische Analyse, Fluoreszenzmikroskopie, thermische Bildgebung, archäologische Entdeckung und forensische Untersuchung.Medizinische hyperspektrale Bildgebung extrahiert visuelle Wellenlängen einer räumlichen Region und synthetisiert die Slices in eine „topografische Karte“, die für eine klare medizinische Analyse der Gewebeeigenschaften für verschiedene Diagnosen oder Forschungszwecke bereit ist.Diese Bildgebungstechnologie kann mehr vom EM -Band als sichtbares Licht erfassen, einschließlich Infrarot- und Ultraviolett -Wellenlängen, sodass sie Informationen verbessern kann, die ansonsten durch das bloßende Auge unsichtbar werden.Alle Materialien enthalten spektrale Signaturen, die wichtige Hinweise für eine Fülle von Anwendungen in vielen Bereichen bieten können.

Durch das Verständnis der chemischen Zusammensetzung des Boden- und Pflanzenwachstums können forensische Forscher beispielsweise ansonsten unbekannte Grazessites bestimmen.Dies liegt daran, dass die Zersetzung die Reflexionsspektren des Pflanzenwachstums von ihrer Umgebung unterscheidet.Einfach ausgedrückt, das zusätzliche Chlorophyll, das in Pflanzen, die durch Zersetzung befruchtet wurden, enthalten, lässt sie in hyperspektralen Daten viel sichtbarer als an das bloßende Auge.Spezielle Bibliotheken, die bekannte Spektraldaten von Materialien unterbreiten, wurden Forschern und Zivilisten von Organisationen wie der National Aeronautics and Space Administration der Vereinigten Staaten (NASA) zunehmend zur Verfügung gestellt.In vielen Branchen wurden neue Anwendungen für diese Technik kontinuierlich entwickelt.Landwirtschaftliche Verwendungszwecke können die Bestimmung von Pflanzensorten, Wasser- und Nährstoffbedingungen sowie die Früherkennung von Krankheiten umfassen.Da die Technologie der Öffentlichkeit stärker zur Verfügung steht, wird erwartet, dass neue Anwendungen für die relativ begrenzte analytische Kraft der Einzelpunktspektroskopie ständig entwickelt werden.Aus diesem Grund wurden spezielle Techniken entwickelt, um diese Technologie zu vereiteln, um MASK die Wärmesignaturen von Gemäldekräften aus der Luft.Hyperspektrale Bildgebung kann diese Gegenmaßnahmen mit ihrer Vielzahl von Spektralbandenmessungen besiegen und eine Präzisionsanalyse bieten, die die spektralen „Fingerabdrücke“ des Ziels entdecken kann.

Das gesamte Spektrum wird für jedes Pixel mit Informationen gesammelt, sodass der Beobachter keine Vorkenntnis benötigtein Material, um eine Analyse durchzuführen.Die Computerverarbeitung kann alle verfügbaren Daten für eine vollständige Analyse einer Probe enthalten.Dies erfordert dedizierte Rechenressourcen, einschließlich kostspieliger sensibler Geräte und einer großen Datenspeicherkapazität.Ein hyperspektraler Würfel repräsentiert mehrdimensionale Datensätze, die Hunderte von Megabyten benötigen, die jeweils verarbeitet werden.