Wat is hyperspectrale beeldvorming?
Hyperspectrale beeldvorming is een techniek die een kleurrijke derde dimensie toevoegt aan een gereflecteerd beeld dat de spectrale gegevens van het doel bevat. Het kan worden gebruikt in toepassingen zoals topografische analyse van minerale afzettingen of boerderijen, militaire surveillance, medische weefselanalyse en archeologische kaarten. Hyperspectrale beeldvorming biedt een schat aan licht- en compositiegegevens van beeldvormingssensoren in het veld, in het lab en zelfs in de ruimte.
Spectrale beeldvorminganalyses reflectiespectra of lichtgolflengtegegevens. Het kan technologie gebruiken, zoals het reflecteren van spiegels, prisma's, lenzen en lichtsensoren, net als de componenten en lading-gekoppelde apparaten (CCD) -chips in een digitale camera. Gecombineerd met externe beeldvormingstechnologie wordt spectrale beeldvorming gebruikt om golflengten van het elektromagnetische spectrum te meten verspreid door een doelmateriaal. Apparaten die spectrometers en spectroradiometers worden genoemd, merken variaties op in de energiegolflengte van het licht dat van een doelwit wordt gereflecteerd en waarnemers toestaan DEtermine -samenstellingsmake -up van het materiaal of het landschap.
Hyperspectrale beeldvorming maakt gebruik van moderne rekenkracht om gegevens van veel afbeeldingen te combineren en de derde dimensie van spectrale gegevens rechtstreeks aan de afbeelding toe te voegen. Deze gegevensset is gestapeld in een "hyperspectrale kubus", zoals een stapel snapshots, waarin elke pixel zijn spectrale gegevens bevat. Multispectrale beeldvorming combineert gegevens van tientallen of honderden elektromagnetische (EM) -banden, maar hyperspectrale kubussen kunnen gegevens van duizenden banden verwerken.
Multispectrale beeldvorming maakt normaal gebruik van gegevens van meerdere sensoren, terwijl hyperspectrale gegevens vaak worden verzameld als een set aaneengesloten banden van een enkele sensor. Hoe meer gegevens, hoe duidelijker het beeld. Hoe duidelijker het beeld, hoe gemakkelijker te bepalen uit welke stof of stoffen het onderwerp is gemaakt.
Sommige toepassingen van hyperspectrale beeldvorming omvatten chemische analyse, fluorescentiemicroScopy, thermische beeldvorming, archeologische ontdekking en forensisch onderzoek. Medische hyperspectrale beeldvorming extracten visuele golflengten van een ruimtelijk gebied en synthetiseert de plakjes in een "topografische kaart" die klaar is voor een duidelijke medische analyse van weefseleigenschappen voor verschillende diagnoses of onderzoeksdoeleinden. Deze beeldvormingstechnologie kan meer van de EM -band vastleggen dan zichtbaar licht, inclusief infrarood- en ultraviolette golflengten, zodat het informatie kan verbeteren die anders misschien ongezien door het blote oog zou kunnen worden. Alle materialen bevatten spectrale handtekeningen die essentiële aanwijzingen kunnen bieden voor een overvloed aan toepassingen op vele gebieden.
Bijvoorbeeld door het begrijpen van verschillen in chemische samenstelling van bodem en plantengroei, kunnen forensische onderzoekers anders onbekende graven vaststellen. Dit komt omdat ontleding de reflectiespectra van plantengroei van hun omgeving onderscheidt. Simpel gezegd, het extra chlorofyl in planten bevrucht door ontleding Makes ze vallen veel zichtbaarder op in hyperspectrale gegevens dan bij het blote oog.
Seting op afstand en digitale beeldvorming vinden voortdurend nieuwe applicaties. Speciale bibliotheken Huisvesting Bekende spectrale gegevens van materialen zijn in toenemende mate beschikbaar gesteld aan onderzoekers en burgers door organisaties zoals de National Aeronautics and Space Administration (NASA) van de Verenigde Staten. Nieuwe toepassingen voor deze techniek zijn in veel industrieën voortdurend ontwikkeld. Landbouwgebruik kan omvatten het bepalen van plantenvariëteiten, water- en voedingscondities en de vroege detectie van ziekten. Naarmate de technologie meer beschikbaar wordt voor het publiek, wordt verwacht dat nieuwe toepassingen voortdurend worden ontwikkeld voor een groot voordeel ten opzichte van de relatief beperkte analytische kracht van single-point spectroscopie.
Thermische beeldvormingstechnologie wordt al lang gebruikt bij militaire of luchtverdeling. Om deze reden zijn speciale technieken die zijn ontworpen om deze technologie te dwarsbomen, ontwikkeld,Om de warmtegelaturen van grondkrachten uit de lucht te maskeren. Hyperspectrale beeldvorming kan deze tegenmaatregelen verslaan met zijn veelheid aan spectrale bandmetingen, waardoor precisie -analyse wordt geboden die de spectrale "vingerafdrukken" van het doelwit kan ontslaan.
Het hele spectrum is verzameld voor elke pixel van informatie, dus de waarnemer vereist geen voorkennis van een materiaal om een analyse te maken. Computerverwerking kan alle beschikbare gegevens bevatten voor een volledige analyse van een monster. Dit vereist speciale computerbronnen, waaronder kostbare gevoelige apparatuur en een grote capaciteit van gegevensopslag. Een hyperspectrale kubus vertegenwoordigt multidimensionale datasets die honderden megabytes elk moeten verwerken.