Hva er hyperspektral avbildning?

Hyperspektral avbildning er en teknikk som tilfører en fargerik tredje dimensjon til et reflektert bilde som inneholder målene spektrale data.Det kan brukes i applikasjoner som topografisk analyse av mineralforekomster eller gårder, militær overvåking, medisinsk vevsanalyse og arkeologisk kartlegging.Hyperspektral avbildning gir et vell av lys- og komposisjonsdata fra avbildningssensorer i feltet, i laboratoriet og til og med i verdensrommet.

Spektrale avbildningsanalyser refleksjonsspektre, eller lysbølgelengdedata.Det kan bruke teknologi som å reflektere speil, prismer, linser og lys sensorer, omtrent som komponentene og ladekoblede enhetsbrikker (CCD) i et digitalt kamera.Kombinert med ekstern avbildningsteknologi brukes spektralavbildning til å måle bølgelengder av det elektromagnetiske spekteret spredt av et målmateriale.Enheter som kalles spektrometre og spektroradiometre noterer variasjoner i lysets bølgelengde på lyset som reflekteres av et mål og lar observatører bestemme komposisjons sminke av materialet eller landskapet.

Hyperspektral avbildning bruker moderne datakraft for å kombinere data fra mange bilder og legge til den tredje dimensjonenav spektrale data direkte til bildet.Dette datasettet er stablet i en "hyperspektral kube", som en bunke med øyeblikksbilder, der hver piksel inneholder sine spektrale data.Multispektrale avbildninger kombinerer data om titalls eller hundrevis av elektromagnetiske (EM) bånd, men hyperspektrale terninger kan behandle data fra tusenvis av band.

Multispektrale avbildninger bruker normalt data fra flere sensorer, mens hyperspektrale data ofte blir samlet inn som et sett med sammenhengende bånd fra en enkelt sensor.Jo mer data, jo tydeligere bildet.Jo tydeligere bildet, jo lettere å bestemme fra hvilket stoff eller stoffer motivet er laget.

Noen anvendelser av hyperspektral avbildning inkluderer kjemisk analyse, fluorescensmikroskopi, termisk avbildning, arkeologisk oppdagelse og rettsmedisinsk undersøkelse.Medisinsk hyperspektral avbildning trekker ut visuelle bølgelengder i et romlig område og syntetiserer skivene i et "topografisk kart" klare for klar medisinsk analyse av vevsegenskaper for forskjellige diagnoser eller forskningsformål.Denne avbildningsteknologien kan fange mer av EM -båndet enn synlig lys, inkludert infrarøde og ultrafiolette bølgelengder, slik at den kan forbedre informasjon som ellers kan bli usett av det blotte øye.Alle materialer inneholder spektrale signaturer som kan gi viktige ledetråder for en mengde applikasjoner på mange felt.

For eksempel, ved å forstå forskjeller i kjemisk sammensetning av jord og plantevekst, er rettsmedisinske etterforskere i stand til å finne ellers ukjente graver.Dette er fordi nedbrytning skiller refleksjonsspektrene for plantevekst fra omgivelsene.Enkelt sagt, den ekstra klorofyllen som er inneholdt i planter som er befruktet ved nedbrytning, gjør at de skiller seg ut mye mer synlig i hyperspektrale data enn for det blotte øye.

Fjernmåling og digital avbildning finner nye applikasjoner fortløpende.Spesielle biblioteker som huser kjente spektrale data av materialer har i økende grad blitt gjort tilgjengelig for forskere og sivile av organisasjoner som USAs National Aeronautics and Space Administration (NASA).Nye applikasjoner for denne teknikken er kontinuerlig utviklet i mange bransjer.Landbruksbruk kan omfatte å bestemme plantesorter, vann- og næringsforhold og tidlig påvisning av sykdom.Etter hvert som teknologien blir mer tilgjengelig for publikum, forventes nye applikasjoner kontinuerlig å bli utviklet for stor fordel i forhold til den relativt begrensede analytiske kraften til enkeltpunktsspektroskopi.

Thermal Imaging Technology har lenge blitt brukt i militær eller luftbåren overvåking.Av denne grunn er spesielle teknikker designet for å hindre denne teknologien, for å maSk the Heat Signatures of Ground Forces from the Air.Hyperspektral avbildning kan beseire disse mottiltakene med sine mangfold av spektrale båndmålinger, og tilby presisjonsanalyse som kan avdekke spektrale "fingeravtrykk" til målet.

Hele spekteret er samlet for hver informasjonspiksel, så observatøren krever ingen forkunnskaper omet materiale for å lage en analyse.Datamaskinbehandling kan inkludere alle tilgjengelige data for en fullstendig analyse av et utvalg.Dette krever dedikerte databehandlingsressurser, inkludert kostbart sensitivt utstyr og en stor kapasitet av datalagring.En hyperspektral kube representerer flerdimensjonale datasett som krever hundrevis av megabyte hver for å behandle.