Co to jest obrazowanie hiperspektralne?

Obrazowanie hiperspektralne jest techniką, która dodaje kolorowy trzeci wymiar do odbitego obrazu zawierającego dane widmowe celów.Może być stosowany w zastosowaniach takich jak analiza topograficzna depozytów mineralnych lub gospodarstw, nadzór wojskowy, analiza tkanek medycznych i mapowanie archeologiczne.Obrazowanie hiperspektralne zapewnia bogactwo danych światła i kompozycji z czujników obrazowania w terenie, w laboratorium, a nawet w przestrzeni.

Obrazowanie widmowe analizuje widma odbicia lub dane o długości fali światowej.Może używać technologii, takich jak odbijające lustra, pryzmaty, soczewki i czujniki światła, podobnie jak układy komponentów i urządzenia sprzężone z ładunkiem (CCD) w aparatu cyfrowym.W połączeniu z technologią zdalnego obrazowania obrazowanie widmowe służy do pomiaru długości fali widma elektromagnetycznego rozproszonego przez materiał docelowy.Urządzenia zwane spektrometry i spektroradiometry odnotowują zmiany długości fali energii światła odbijające się od celu i pozwalają obserwatorom określić skład składu materiału lub krajobrazu.

Obrazowanie hiperspektralne wykorzystuje nowoczesną moc obliczeniową do łączenia danych z wielu obrazów i dodania trzeciego wymiarydanych spektralnych bezpośrednio do obrazu.Ten zestaw danych jest ułożony w „hiperspektralną kostkę”, podobnie jak stos migawek, w którym każdy piksel zawiera dane spektralne.Obrazowanie multiSpectral łączy dane dziesiątek lub setek pasm elektromagnetycznych (EM), ale kostki hiperspektralne mogą przetwarzać dane z tysięcy pasm.

Obrazowanie wielospektralne zwykle wykorzystuje dane z wielu czujników, podczas gdy dane hiperspektralne są często gromadzone jako zestaw ciągłych pasm z jednego czujnika.Im więcej danych, tym wyraźniejszy obraz.Im wyraźniejszy obraz, tym łatwiejsze do ustalenia na podstawie substancji lub substancji jest wykonane.

Niektóre zastosowania obrazowania hiperspektralnego obejmują analizę chemiczną, mikroskopię fluorescencyjną, obrazowanie termiczne, odkrycie archeologiczne i badania kryminalistyczne.Medyczne obrazowanie hiperspektralne ekstrakty wizualne długości fali regionu przestrzennego i syntetyzuje plastry w „mapę topograficzną” gotową do wyraźnej analizy medycznej właściwości tkanek do różnych diagnoz lub badań.Ta technologia obrazowania może uchwycić więcej pasma EM niż światło widzialne, w tym długości fal podczerwieni i ultrafioletowych, dzięki czemu może poprawić informacje, które w przeciwnym razie mogłyby niewidoczne przez nagie oko.Wszystkie materiały zawierają sygnatury spektralne, które mogą zapewnić istotne wskazówki dotyczące mnóstwa zastosowań na wielu dziedzinach.

Na przykład, poprzez zrozumienie różnic w składzie chemicznym gleby i wzrostu roślin, badacze kryminalistyczni są w stanie wskazać, że inaczej nieznane groby.Wynika to z faktu, że rozkład rozróżnia widma odbicia wzrostu roślin od ich otoczenia.Mówiąc prościej, dodatkowy chlorofil zawarty w roślinach zapłodniony przez rozkład sprawia, że wyróżniają się znacznie bardziej widocznie w danych hiperspektralnych niż nagich oka.

Remotumowanie i obrazowanie cyfrowe znajdują nowe zastosowania na bieżąco.Biblioteki Specjalne Znane dane spektralne dotyczące materiałów są coraz częściej udostępniane badaczom i cywilom przez organizacje takie jak National Aeronautics and Space Administration (NASA).Nowe zastosowania tej techniki były stale rozwijane w wielu branżach.Zastosowania rolnicze mogą obejmować określanie odmian roślin, warunków wody i składników odżywczych oraz wczesne wykrywanie choroby.Ponieważ technologia staje się bardziej dostępna dla publiczności, oczekuje się, że nowe aplikacje będą stale rozwijane dla wielkiej przewagi nad stosunkowo ograniczoną mocą analityczną spektroskopii jednopunktowej.

Technologia obrazowania termicznego od dawna stosowana jest w nadzorze wojskowym lub w powietrzu.Z tego powodu opracowano specjalne techniki zaprojektowane tak, aby udaremnić tę technologię, aby MASK Sygnatury cieplne sił naziemnych z powietrza.Obrazowanie hiperspektralne może pokonać te przeciwdziałania z mnóstwem pomiarów pasm spektralnych, oferując precyzyjną analizę, która może odkryć spektralne „odciski palców” celu.

Całe spektrum jest gromadzone dla każdego piksela informacji, więc obserwator nie wymaga wcześniejszej wiedzy na tematmateriał w celu przeprowadzenia analizy.Przetwarzanie komputera może obejmować wszystkie dostępne dane do pełnej analizy próbki.Wymaga to dedykowanych zasobów obliczeniowych, w tym kosztownego wrażliwego sprzętu i dużej pojemności przechowywania danych.Kostka hiperspektralna reprezentuje wielowymiarowe zestawy danych wymagających przetwarzania setek megabajtów.