高光譜波譜范圍對(duì)光譜分辨率有什么影響?
發(fā)布時(shí)間:2023-07-27
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高光譜成像的波譜范圍對(duì)光譜分辨率有直接的影響。光譜分辨率是指能夠區(qū)分不同波長(zhǎng)光線的能力,通常以波數(shù)或波長(zhǎng)的差異來(lái)衡量。
高光譜成像的波譜范圍對(duì)光譜分辨率有直接的影響。光譜分辨率是指能夠區(qū)分不同波長(zhǎng)光線的能力,通常以波數(shù)或波長(zhǎng)的差異來(lái)衡量。
光譜分辨率
定義(1):遙感器能分辨的最小波長(zhǎng)間隔,是遙感器的性能指標(biāo)。遙感器的波段劃分得越細(xì),光譜的分辨率就越高,遙感影像區(qū)分不同地物的能力越強(qiáng)。
定義(2):多光譜遙感器接收目標(biāo)輻射信號(hào)時(shí)所能分辨的最小波長(zhǎng)間隔。
特性
光譜分辨率指成像的波段范圍,分得越細(xì),波段越多,光譜分辨率就越高,現(xiàn)在的技術(shù)可以達(dá)到5-6nm(納米)
量級(jí),400多個(gè)波段。細(xì)分光譜可以提高自動(dòng)區(qū)分和識(shí)別目標(biāo)性質(zhì)和組成成分的能力。
傳感器的波譜范圍,一般來(lái)說(shuō)識(shí)別某種波譜的范圍窄,則相應(yīng)光譜分辨率高。舉個(gè)例子:可以分辨紅外、紅橙黃綠青藍(lán)紫外的傳感器的光譜分辨率就比只能分辨紅綠藍(lán)的傳感器的光譜分辨率高。
一般來(lái)說(shuō),傳感器的波段數(shù)越多,波段寬度越窄,地面物體的信息越容易區(qū)分和識(shí)別,針對(duì)性越強(qiáng)。成像光譜儀所得到的圖像在對(duì)地表植被和巖石的化學(xué)成分分析中具有重要意義,因?yàn)楦吖庾V遙感能提供豐富的光譜信息,足夠的光譜分辨率可以區(qū)分出那些具有診斷性光譜特征的地表物質(zhì)。
在一個(gè)給定的波譜范圍內(nèi),高分辨率的高光譜成像系統(tǒng)可以更準(zhǔn)確地分辨該范圍內(nèi)較小的波數(shù)差異或波長(zhǎng)差異。這意味著該系統(tǒng)能夠更詳細(xì)地識(shí)別和區(qū)分光譜特征,捕捉更多的細(xì)節(jié)信息。
當(dāng)波譜范圍增加時(shí),為了保持較高的分辨率,就需要更高的光譜分辨率。光譜分辨率與成像系統(tǒng)的光學(xué)參數(shù)有關(guān),例如光譜儀的分辨率或光譜濾波器的特性。高分辨率的光譜成像系統(tǒng)需要更精確的光譜分辨率,這可能需要更高的成本和技術(shù)復(fù)雜性。
如果波譜范圍較寬,但光譜分辨率較低,即無(wú)法分辨較小的波長(zhǎng)差異,那么在某些應(yīng)用場(chǎng)景下也可能是可接受的。例如,對(duì)于一些大尺度的地球遙感應(yīng)用,如農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)或環(huán)境調(diào)查,較低的光譜分辨率可能足夠提供所需的信息。
波段寬度
光譜分辨率指成像的波段范圍,分得愈細(xì),波段愈多,光譜分辨率就愈高,技術(shù)可以達(dá)到0.17nm納米)量級(jí),400多個(gè)波段。細(xì)分光譜可以提高自動(dòng)區(qū)分和識(shí)別目標(biāo)性質(zhì)和組成成分的能力。
光譜分辨率是指探測(cè)器在波長(zhǎng)方向上的記錄寬度,又稱(chēng)波段寬度(band width)。光譜分辨率被嚴(yán)格定義為儀器達(dá)到光譜響應(yīng)最大值的50%時(shí)的波長(zhǎng)寬度。
傳感器的波譜范圍,一般來(lái)說(shuō)識(shí)別某種波譜的范圍窄,則相應(yīng)光譜分辨率高。舉個(gè)例子:可以分辨紅外、紅橙黃綠青藍(lán)紫紫外的傳感器的光譜分辨率就比只能分辨紅綠藍(lán)的傳感器的光譜分辨率高。一般來(lái)說(shuō),傳感器的波段數(shù)越多波段寬度越窄,地面物體的信息越容易區(qū)分和識(shí)別,針對(duì)性越強(qiáng)。
技術(shù)應(yīng)用
表示方法λ/Δλ
①多光譜成像技術(shù)(Multispectral Imaging),具有10~20個(gè)光譜通道。光譜分辨率為λ/Δλ≈10;
②高光譜成像技術(shù)(Hyperspectral Imaging),具有100~400個(gè)光譜通道的探測(cè)能力,一般光譜分辨率可達(dá)λ/Δλ≈100。
③超高光譜成像(Ultraspectral Imaging),光譜通道數(shù)在1000左右,光譜分辨率一般在λ/Δλ≧1000
高光譜成像的波譜范圍與光譜分辨率之間存在權(quán)衡關(guān)系,根據(jù)具體應(yīng)用和所需的光譜信息精度來(lái)選擇合適的參數(shù)設(shè)置。
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