Was ist eine hyperspektrale Bildgebung?
Hyperspektrale Bildgebung ist eine Technik, die einem reflektierten Bild eine farbenfrohe dritte Dimension verleiht, die die spektralen Daten des Ziels enthält. Es kann in Anwendungen wie topografischer Analyse von Mineralvorkommen oder landwirtschaftlichen Betrieben, militärischer Überwachung, Analyse des medizinischen Gewebes und archäologischer Kartierung verwendet werden. Die hyperspektrale Bildgebung bietet eine Fülle von Licht- und Zusammensetzungsdaten von Bildgebungssensoren im Feld, im Labor und sogar im Raum.
Spektralbilder analysiert Reflexionsspektren oder Lichtwellenlängendaten. Es kann Technologie verwenden, wie z. B. Spiegel, Prismen, Linsen und Lichtsensoren reflektiert, ähnlich wie die Komponenten und Ladungsgeräte (CCD) -Pips in einer Digitalkamera. In Kombination mit der Remote -Bildgebungstechnologie wird die spektrale Bildgebung verwendet, um die Wellenlängen des elektromagnetischen Spektrums zu messen, das durch ein Zielmaterial verstreut ist. Geräte, die als Spektrometer und Spektroradiometer bezeichnet werdenETERMINE -Zusammensetzung des Materials oder der Landschaft.
Hyperspektrale Bildgebung verwendet moderne Rechenleistung, um Daten aus vielen Bildern zu kombinieren und die dritte Dimension von Spektraldaten direkt zum Bild hinzuzufügen. Dieser Datensatz ist wie ein Stapel Schnappschüsse in einen „hyperspektralen Würfel“ gestapelt, in dem jedes Pixel seine spektralen Daten enthält. Die multispektrale Bildgebung kombiniert Daten von Zehn- oder Hunderten elektromagnetischer (EM) -Banden, aber Hyperspektralwürfel können Daten von Tausenden von Bändern verarbeiten.
Multispektrale Bildgebung verwendet normalerweise Daten von mehreren Sensoren, während hyperspektrale Daten häufig als Satz von zusammenhängenden Bändern aus einem einzelnen Sensor gesammelt werden. Je mehr Daten, desto klarer das Bild. Je klarer das Bild, desto leichter zu bestimmen, welche Substanzen oder Substanzen das Subjekt gemacht wird.
Einige Anwendungen der hyperspektralen Bildgebung umfassen chemische Analyse, FluoreszenzmikroScopy, thermische Bildgebung, archäologische Entdeckung und forensische Untersuchung. Medizinische hyperspektrale Bildgebung extrahiert visuelle Wellenlängen einer räumlichen Region und synthetisiert die Slices in eine „topografische Karte“, die für eine klare medizinische Analyse der Gewebeeigenschaften für verschiedene Diagnosen oder Forschungszwecke bereit ist. Diese Bildgebungstechnologie kann mehr vom EM -Band als sichtbares Licht erfassen, einschließlich infrarot- und ultraviolettes Wellenlängen, sodass sie Informationen verbessern kann, die sonst möglicherweise durch das bloßende Auge nicht gesehen werden. Alle Materialien enthalten spektrale Signaturen, die wichtige Hinweise für eine Fülle von Anwendungen in vielen Bereichen bieten können.
Zum Beispiel können forensische Forscher durch Verständnis der chemischen Zusammensetzung des Boden- und Pflanzenwachstums in der chemischen Zusammensetzung des Bodens und des Pflanzens verstehen, ansonsten unbekannte Grazessites zu bestimmen. Dies liegt daran, dass die Zersetzung die Reflexionsspektren des Pflanzenwachstums von ihrer Umgebung unterscheidet. Einfach ausgedrückt, das in Pflanzen enthaltene zusätzliche ChlorophyllAkes sind in hyperspektralen Daten viel sichtbarer als im bloßen Auge.
Fernerkundung und digitale Bildgebung finden fortlaufend neue Anwendungen. Spezielle Bibliotheken, die bekannte Spektraldaten von Materialien unterbreiten, wurden Forschern und Zivilisten von Organisationen wie der National Aeronautics and Space Administration der USA (NASA) zunehmend zur Verfügung gestellt. In vielen Branchen wurden neue Anwendungen für diese Technik kontinuierlich entwickelt. Die landwirtschaftlichen Verwendungszwecke können die Bestimmung von Pflanzensorten, Wasser- und Nährstoffbedingungen sowie die Früherkennung von Krankheiten umfassen. Da die Technologie für die Öffentlichkeit stärker zur Verfügung steht, wird erwartet, dass neue Anwendungen kontinuierlich für die relativ begrenzte analytische Leistung der Einzelpunktspektroskopie ausgewählt werden.
thermische Bildgebungstechnologie wird seit langem bei der Überwachung der militärischen oder in der Luft befindlichen Überwachung eingesetzt. Aus diesem Grund wurden spezielle Techniken entwickelt, um diese Technologie zu vereiteln,Um die Wärmesignaturen von Modskräften aus der Luft zu maskieren. Hyperspektrale Bildgebung kann diese Gegenmaßnahmen mit ihrer Vielzahl von Spektralbandenmessungen besiegen und eine Präzisionsanalyse bieten, die die spektralen „Fingerabdrücke“ des Ziels entdecken können.
Das gesamte Spektrum wird für jedes Informationspixel gesammelt, sodass der Beobachter keine Vorkenntnisse eines Materials benötigt, um eine Analyse durchzuführen. Die Computerverarbeitung kann alle verfügbaren Daten für eine vollständige Analyse einer Probe enthalten. Dies erfordert dedizierte Rechenressourcen, einschließlich kostspieliger sensibler Geräte und einer großen Kapazität der Datenspeicherung. Ein hyperspektraler Würfel repräsentiert mehrdimensionale Datensätze, für die jeweils Hunderte von Megabyten erforderlich sind.