1. 高分辨率高光谱仪的作用
①光谱的波段范围广且光谱分辨率非常高。成像光谱仪获得的光谱范围可以从可见光延伸到短波红外,甚至到中红外,其波段数高达数百个,形成一条近似于连续的光谱曲线,光谱分辨率可达10nm以内。
②高光谱遥感数据立方体包含丰富的图像信息及光谱信息。在高光谱遥感图像中,它在普通的二维空间图像的基础上,增加了一维光谱数据,整个数据形成一个光谱图像立方体,每一个像元的光谱数据展开来就对应为一条光谱曲线,整个数据就是图谱合一的立方体。
③描述高光谱数据的模型有多种形式,如图像模型、光谱模型与特征模型,使得数据的分析和处理更加灵活、方便。
④高光谱数据中存在大量冗余信息。因为高光谱数据是由很多狭窄的波段构成的,所含数据数量巨大,同时相邻波段之间存在空间相关、谱间相关,以及波段相关,这都导致高光谱数据中冗余信息的增多。
⑤高光谱遥感具有非线性特性。其非线性出现在两个方面:一方面是地物反射太阳光的过程,是一个典型的非线性过程;另一方面是太阳入射光和地物反射光在空气中的传播,也是一个非线性的过程。
⑥信噪比低。高光谱数据较低的信噪比给其处理也增加了很大难度。
2. 高光谱和高分辨率
分得愈细,波段愈多,光谱分辨率就愈高,现在的技术可以达到5~6nm(纳米)量级,400多个波段。
细分光谱可以提高自动区分和识别目标性质和组成成分的能力。
传感器的波谱范围,一般来说波谱范围窄,则相应光谱分辨率高。
举个例子:只能分辨红绿蓝的传感器的光谱分辨率就比可以分辨红外、红橙黄绿青蓝紫紫外的传感器的光谱分辨率高。
3. 高光谱仪器使用
光谱分析仪采用坚韧的LEXAN.塑料密封外壳,重量轻,坚固耐用;密封式一体化设计,防尘、防水、防腐蚀,可在多种条件下安全使用。
2 光谱分析仪内置一体化专用操作系统,无须外接PDA,运算速度快,具有病毒免疫功能。
3 使用方法开机步骤:1、开光谱仪电源。2、开计算机电源.3、在文件管理器中用鼠标指按UV WinLab图标,此时出现UV WinLab的应用窗口,仪器已准备好,可选用适当方法进行分析操作。
4 在分析中必须对分光光度计设定一些必要的参数,这些参数的组合就形成一个“方法”,扫描、时间驱动、波长编程(WP)、浓度(CONC)。
5 扫描,时间驱动,波长编程方法选好后,先放入参比溶液,按AUTOZERO键,进行自自动校零或背景校正结束后再放入样品,按START,分光光度计即开始进行,同时屏幕上出现图形窗口,将结果显示出来。
4. 提高光谱仪分辨率
我们在选择光谱仪时,可以从光谱范围、测量速度、测试精度、重复性、校准、溯源等因素来综合考虑。
1 光谱范围
对于LED测试而言我们所测试的光谱范围基本上在可见光范围,也就是380nm - 780nm,所以光谱仪的范围一定要覆盖380nm - 780nm这一范围。但是,有时我们也需要关注紫外光谱的测量(比如消毒杀虫用的紫外灯),此时建议把光谱范围设定为250nm – 850nm会比较合适;而如果比较关注红外部分光谱,则建议把光谱范围设定为350nm – 1050nm比较合适。
2 测量速度
传统灯具的发光属于热光源,当灯具达到热平衡后,颜色与温度特性变化很小,即热稳定性好,所以可以选择测量时间长,但测量精度高的扫描式光谱仪进行测量。但是对于热稳定性差的光源(比如LED),必须用CCD光谱仪。这里有两个原因:CCD光谱仪可以实现毫秒级的测量,如果测量时间过长,光源温度(工作条件)发生了变化,则我们测得的光谱就不是对应于某一温度或某一时刻的光谱,而是不同温度(条件)下的光谱。显然,此时测得的光谱是光源在不同条件下不同波长光谱的拼凑谱线,也就失去了测量的意义。
3 测试精度
光谱仪的测量精度,通常由波长分辨率、半波宽、信噪比来决定。光学波长分辨率是配置光谱仪时经常被考虑的主要因素之一。在一定范围内,可以通过对谱进行多次平均来提高信噪比,平均次数的平方根恰好是信噪比提高的倍数。蓝菲的软件中提供了平均次数的选项,可以结合实测产品类型进行修改, 增强信噪比,而其他品牌的软件往往没有这一功能。
5. 当前有哪些高光谱仪器
目前国内X荧光光谱仪器的价格在几万到十来万不等,首先,用于贵金属检测的X荧光光谱仪从29500元到78500元,其中西凡X荧光光谱仪82系列是29500元,西凡95系列是58500,这些X荧光光谱仪的价格都是属于性价比很高的。口碑和市场占有率比较好的,其他的你可以查阅相关资料具体了解。
6. 高分辨率高光谱仪的作用是
1)波段多,波段宽度窄。成像光谱仪在可见光和近红外光谱区内有数十甚至数百个波段。与传统的遥感相比,高光谱分辨率的成像光谱仪为每一个成像象元提供很窄的(一般<10nm)成像波段,波段数与多光谱遥感相比大大增多,在可见光和近红外波段可达几十到几百个,且在某个光谱区间是连续分布的,这不只是简单的数量的增加,而是有关地物光谱空间信息量的增加。中国仪器网
(2)光谱响应范围广,光谱分辨率高。成像光谱仪响应的电磁波长从可见光延伸到近红外,甚至到中红外。成像光谱仪采样的间隔小,光谱分辨率达到纳米级,一般为10nm左右。精细的光谱分辨率反映了地物光谱的细微特征。
(3)可提供空间域信息和光谱域信息,即“谱像合一”,并且由成像光谱仪得到的光谱曲线可以与地面实测的同类地物光谱曲线相类比。在成像高光谱遥感中,以波长为横轴,灰度值为纵轴建立坐标系,可以使高光谱图像中的每一个像元在各通道的灰度值都能产生1条完整、连续的光谱曲线,即所谓的“谱像合一”。
(4)数据量大,信息冗余多。高光谱数据的波段众多,其数据量巨大,而且由于相邻波段的相关性高,信息冗余度增加。
(5)数据描述模型多,分析更加灵活。高光谱影像通常有三种描述模型:图像模型、光谱模型与特征模型
7. 高光谱与高分辨率
高光谱成像技术是基于非常多窄波段的影像数据技术,它将成像技术与光谱技术相结合,探测目标的二维几何空间及一维光谱信息,获取高光谱分辨率的连续、窄波段的图像数据。高光谱成像技术发展迅速,常见的包括光栅分光、声光可调谐滤波分光、棱镜分光、芯片镀膜等。可以应用在食品安全、医学诊断、航天领域等领域。
中文名
高光谱成像技术
外文名
schematic of hyperspectral imaging
所属学科
信息科学
技术
光栅分光、棱镜分光、芯片镀膜
应用领域
食品安全、医学诊断、航天领域
8. 成像光谱仪实现高光谱分辨率成像的原理
遥感卫星成像原理:利用任何物体都具有光谱特性,具体地说,它们都具有不同的吸收、反射、辐射光谱的性能。
在同一光谱区各种物体反映的情况不同,同一物体对不同光谱的反映也有明显差别。
即使是同一物体,在不同的时间和地点,由于太阳光照射角度不同,它们反射和吸收的光谱也各不相同。