Τι είναι η υπερφασματική απεικόνιση;

Η υπερφασματική απεικόνιση είναι μια τεχνική που προσθέτει μια πολύχρωμη τρίτη διάσταση σε μια ανακλώμενη εικόνα που περιέχει τα φασματικά δεδομένα στόχων.Μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε εφαρμογές όπως η τοπογραφική ανάλυση των ορυκτών αποθέσεων ή των εκμεταλλεύσεων, της στρατιωτικής παρακολούθησης, της ανάλυσης ιατρικών ιστών και της αρχαιολογικής χαρτογράφησης.Η υπερφασματική απεικόνιση παρέχει πληθώρα δεδομένων φωτός και σύνθεσης από αισθητήρες απεικόνισης στο πεδίο, στο εργαστήριο και ακόμη και στο διάστημα.

Φασματικά φάσματα ανάκλασης φασματικής απεικόνισης ή δεδομένα φωτός μήκους κύματος.Μπορεί να χρησιμοποιεί τεχνολογία, όπως αντανακλαστικά καθρέφτες, πρίσματα, φακούς και αισθητήρες φωτός, όπως τα εξαρτήματα και τα τσιπς συσκευής συζευγμένης συσκευής (CCD) μέσα σε μια ψηφιακή κάμερα.Σε συνδυασμό με την τεχνολογία απομακρυσμένης απεικόνισης, η φασματική απεικόνιση χρησιμοποιείται για τη μέτρηση των μήκους κύματος του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος που διασκορπίζεται από ένα υλικό στόχου.Οι συσκευές που ονομάζονται φασματόμετρα και φασματοναδιομετρικά σημειώνουν διακυμάνσεις στο μήκος κύματος ενέργειας του φωτός που αντανακλάται από έναν στόχο και επιτρέπει στους παρατηρητές να καθορίσουν τη σύνθεση της σύνθεσης του υλικού ή του τοπίου.φασματικών δεδομένων απευθείας στην εικόνα.Αυτό το σύνολο δεδομένων στοιβάζεται σε ένα "υπερφασματικό κύβο", όπως μια στοίβα στιγμιότυπων, στην οποία κάθε εικονοστοιχείο περιέχει τα φασματικά του δεδομένα.Η πολυφασματική απεικόνιση συνδυάζει δεδομένα δεκάδων ή εκατοντάδων ηλεκτρομαγνητικών ζωνών, αλλά οι υπερφασματικοί κύβοι μπορούν να επεξεργαστούν δεδομένα από χιλιάδες ζώνες.

Η πολυεστιακή απεικόνιση χρησιμοποιεί κανονικά δεδομένα από πολλαπλούς αισθητήρες, ενώ τα υπερφασματικά δεδομένα συχνά συλλέγονται ως σύνολο συνεχόμενων ζωνών από έναν μόνο αισθητήρα.Όσο περισσότερα δεδομένα, τόσο πιο ξεκάθαρα είναι η εικόνα.Όσο σαφέστερα είναι η εικόνα, τόσο πιο εύκολο να προσδιοριστεί από ποια ουσία ή ουσίες γίνεται το θέμα.

Ορισμένες εφαρμογές υπερφασματικής απεικόνισης περιλαμβάνουν χημική ανάλυση, μικροσκοπία φθορισμού, θερμική απεικόνιση, αρχαιολογική ανακάλυψη και εγκληματολογική έρευνα.Η ιατρική υπερφασματική απεικόνιση εκχυλίζει οπτικά μήκη κύματος μιας χωρικής περιοχής και συνθέτει τις φέτες σε έναν "τοπογραφικό χάρτη" έτοιμο για σαφή ιατρική ανάλυση ιδιοτήτων ιστών για διάφορες διαγνώσεις ή ερευνητικούς σκοπούς.Αυτή η τεχνολογία απεικόνισης μπορεί να καταγράψει περισσότερο από τη ζώνη EM από το ορατό φως, συμπεριλαμβανομένων των υπέρυτων και υπεριώδους μήκους κύματος, έτσι ώστε να μπορεί να ενισχύσει τις πληροφορίες που διαφορετικά θα μπορούσαν να παραβιαστούν από το γυμνό μάτι.Όλα τα υλικά περιέχουν φασματικές υπογραφές που μπορούν να παρέχουν ζωτικές ενδείξεις για μια πληθώρα εφαρμογών σε πολλούς τομείς.

Για παράδειγμα, με την κατανόηση των διαφορών στη χημική σύνθεση του εδάφους και της ανάπτυξης των φυτών, οι εγκληματολογικοί ερευνητές είναι σε θέση να εντοπίσουν διαφορετικά άγνωστους τάφους.Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η αποσύνθεση διαφοροποιεί τα φάσματα ανάκλασης της ανάπτυξης των φυτών από το περιβάλλον τους.Με απλά λόγια, η επιπλέον χλωροφύλλη που περιέχεται στα φυτά που γονιμοποιούνται από την αποσύνθεση τους καθιστά να ξεχωρίζουν πολύ πιο ορατά σε υπερφασματικά δεδομένα από ό, τι στο γυμνό μάτι.Οι ειδικές βιβλιοθήκες που κατοικούν γνωστά φασματικά δεδομένα υλικών έχουν διατεθεί όλο και περισσότερο στους ερευνητές και τους πολίτες από οργανισμούς όπως η Εθνική Αεροναυτική και Διοίκηση Διαστήματος των Ηνωμένων Πολιτειών (NASA).Οι νέες εφαρμογές για αυτήν την τεχνική έχουν αναπτυχθεί συνεχώς σε πολλές βιομηχανίες.Οι γεωργικές χρήσεις ενδέχεται να περιλαμβάνουν τον προσδιορισμό των ποικιλιών των φυτών, των συνθηκών νερού και των θρεπτικών συστατικών και την έγκαιρη ανίχνευση της νόσου.Καθώς η τεχνολογία γίνεται πιο διαθέσιμη στο κοινό, οι νέες εφαρμογές αναμένεται να αναπτυχθούν συνεχώς για μεγάλο πλεονέκτημα έναντι της σχετικά περιορισμένης αναλυτικής ισχύος της φασματοσκοπίας ενός σημείου.

Η τεχνολογία θερμικής απεικόνισης έχει χρησιμοποιηθεί από καιρό σε στρατιωτική ή αερομεταφερόμενη επιτήρηση.Για το λόγο αυτό, έχουν αναπτυχθεί ειδικές τεχνικές που έχουν σχεδιαστεί για να αποτρέψουν αυτήν την τεχνολογία, προκειμένου να MASK στις υπογραφές θερμότητας των δυνάμεων εδάφους από τον αέρα.Η υπερφασματική απεικόνιση μπορεί να νικήσει αυτά τα αντίμετρα με το πλήθος των μετρήσεων φασματικής ζώνης, προσφέροντας ανάλυση ακριβείας που μπορεί να αποκαλύψει τα φασματικά «δακτυλικά αποτυπώματα» του στόχου.ένα υλικό για να γίνει μια ανάλυση.Η επεξεργασία υπολογιστών μπορεί να περιλαμβάνει όλα τα διαθέσιμα δεδομένα για μια πλήρη ανάλυση ενός δείγματος.Αυτό απαιτεί αφοσιωμένους υπολογιστικούς πόρους, συμπεριλαμβανομένου του δαπανημένου ευαίσθητου εξοπλισμού και της μεγάλης χωρητικότητας αποθήκευσης δεδομένων.Ένας υπερφασματικός κύβος αντιπροσωπεύει πολυδιάστατα σύνολα δεδομένων που απαιτούν εκατοντάδες megabytes το καθένα να επεξεργαστεί.