Was ist spektrale Bildgebung?
Spektrale Bildgebung ist eine Bildgebungstechnik, die Informationen über eine Probe liefern kann, die über das hinausgehen, was der Betrachter im sichtbaren Spektrum sehen kann. In diesem Prozess können Geräte, die in der Lage sind, Strahlung außerhalb des sichtbaren Spektrums zu erfassen und aufzuzeichnen, Informationen von einer Probe aufnehmen und in einer für den Bediener aussagekräftigen Form wie einem Diagramm der chemischen Signaturen in einer Zelle zurückgeben. Diese Technik wird in der wissenschaftlichen Forschung, in der medizinischen Praxis und in der Militärtheorie verwendet, und es gibt eine Reihe von Systemen, die Benutzer bei der spektralen Bildgebung verwenden können.
Die für die spektrale Bildgebung zur Verfügung stehenden Geräte können sehr unterschiedlich sein, je nachdem, welche Spektren Personen betrachten möchten und was sie mit den Daten tun möchten. Bei der Erfassung von Spektraldaten werden Teleskope, Spektroskopiegeräte, Kameras und eine Vielzahl anderer Sensoren eingesetzt. Anspruchsvolle Computerprogramme können Daten in einer Vielzahl von Formaten zum Nutzen der Benutzer interpretieren, glätten und darstellen.
Bei der multispektralen Bildgebung erfasst das Gerät Informationen aus mehreren verschiedenen Spektren und kann diese für den Benutzer herausfiltern. Somit kann ein Benutzer visuelle Informationen sowie Daten aus dem Infrarotspektrum und anderen interessierenden Spektren betrachten. Dies kann in Bereichen wie der Botanik nützlich sein, in denen Forscher das Erscheinungsbild einer Blume mit ihrer infraroten oder ultravioletten Signatur vergleichen können, um zu verstehen, wie sie Insekten und andere Tiere anzieht und signalisiert.
Eine Anwendung für die spektrale Bildgebung ist die Vermessung, bei der bildgebende Geräte über einen interessierenden Bereich geflogen werden können. Zusätzlich zur Erfassung visueller Daten können spezifische chemische Signaturen von Interesse sowie andere Formen von Strahlung identifiziert werden. Dies kann es dem Bediener ermöglichen, alles zu tun, von der Identifizierung von Menschen bis zu radioaktiven Materialien. Militärorganisationen verwenden diese Technik, um Ziele zu identifizieren und nachrichtendienstliche Informationen zu sammeln.
In der Physik kann die spektrale Bildgebung ein sehr wertvolles Werkzeug für die Sammlung von Informationen sein. Es kann ein dreidimensionales Bild erzeugt werden, wobei jedes Pixel des visuellen Bildes auch begleitende Spektraldaten aufweist. Die Forscher können diese Daten verwenden, um Dinge wie Röntgenstrahlen und andere Strahlung zu identifizieren und um Aktivitätszeichen zu erkennen, die möglicherweise nicht sichtbar sind. Dies kann hilfreich sein, um die Entstehung des Universums zu verstehen oder Proben unbekannten Materials zu analysieren.
Biologen verwenden spektrale Bildgebung, um eindeutige chemische Signaturen in Proben von Zellen zu Wasser zu erfassen. Es kann auch in der Forensik nützlich sein, wo sehr genaue Spektraldaten es Technikern ermöglichen können, Farbspäne abzugleichen oder mehr über die Quelle einer Probe zu erfahren. Die erzeugten Bilder können zur Erleichterung des Lesens falsche Farben aufweisen, und es ist wichtig, dies bei der Betrachtung eines Spektralbildes zu berücksichtigen. Was zum Beispiel im Bild rot erscheint, ist eigentlich nicht rot.