Was ist ein Hyperspektralbild?
Ein Hyperspektralbild ist ein Bild, das das gesamte Lichtspektrum umfasst. Diese Bilder werden normalerweise verwendet, um Informationen zu finden, die für das menschliche Auge unsichtbar sind. Bestimmte Dinge, von Öl bis hin zu Pflanzenkrankheiten, treten beim Fotografieren mit nicht sichtbarem Licht anders auf. Diese Eigenschaft ermöglicht es Menschen, Spurenmengen einer Substanz einfach durch ein Foto zu lokalisieren, anstatt sie ausgiebig zu testen. Die Erstellung eines Hyperspektralbildes ist teuer, aber häufig kostengünstiger als Blindtests.
Sichtbares Licht ist nur eine kleine Menge des Lichts, das auf die Erde scheint. Diese anderen Lichtbänder, wie Infrarot oder Ultraviolett, sind immer vorhanden, befinden sich jedoch außerhalb der Reichweite des menschlichen Auges. Bestimmte Substanzen sehen unter diesen Lichtern anders aus, vorausgesetzt, eine Person kann sie sehen. Diese Objekte können in seltsamen Farben leuchten oder wie ein 3D-Bild auffallen.
Durch die Verwendung eines hyperspektralen Bildes wird versucht, diese Eigenschaften zu nutzen. Die ursprüngliche Verwendung dieser Technologie bestand darin, Öl und Mineralien zu finden. Die Spurenmengen von Material im Boden würden Verschiebungen in nicht sichtbaren Lichtspektren verursachen. Nach der Verwendung der Bilder, um wahrscheinliche Standorte für natürliche Ressourcen zu finden, könnten Menschen in bestimmte Bereiche gehen und dort Tests durchführen. Dies erspart zufällige oder blinde Testmethoden, beschleunigt den Prozess und senkt die Kosten.
Die Technologie ist inzwischen in andere Bereiche vorgedrungen, und insbesondere die Landwirtschaft hat davon profitiert. Durch die Verwendung eines Hyperspektralbildes ist es möglich, Dinge wie Bodensättigung und -zusammensetzung sowie die Pflanzengesundheit zu überwachen. Pflanzen absorbieren verschiedene Wellen von nicht sichtbarem Licht, abhängig von ihrer allgemeinen Gesundheit. Durch die Überwachung dieser Eigenschaft kann ein Züchter ein Problem bemerken, lange bevor es auf der Anlage sichtbar ist.
Ein hyperspektrales Bild besteht aus vielen Schichten einzelner Bilder. Jedes von ihnen repräsentiert eine bestimmte Lichtfrequenz. Diese Schichten stapeln sich und ergeben ein würfelförmiges Bild, das das gesamte Lichtspektrum zeigt. Die Stärke einer Lichtemission wird beim Durchlaufen der Bilder deutlich, da stärkere Quellen mehr Frequenzen durchdringen.
Diese Technologie ist äußerst genau und einfach zu bedienen. Der einzige wirkliche Nachteil eines hyperspektralen Bildes sind die Kosten für die Ausrüstung und die Informationsspeicherung. Da diese Bereiche im Preis fallen, dringt die hyperspektrale Bildgebung in immer mehr Bereiche vor. Die Technologie befindet sich bereits in bestimmten Bereichen der Überwachung und des Hochleistungsbaus, aber die sinkenden Kosten führen zu Anwendungen in den Bereichen Medizin, Sicherheit zu Hause und Astronomie.