A hiperspektrális képalkotás vagy a spektrális képalkotás olyan technológia, amellyel egy-egy jelenet nagyszámú (jellemzően több mint száz) spektrális sávban kapható, mind keskeny, mind egybefüggő. Először is lehetővé teszi a lefényképezett felület kémiai összetételének meghatározását, és információt nyújt ezek koncentrációjáról és a felület fizikai tulajdonságairól. Különböző ipari folyamatokban is használják, főként a termékek minőségének meghatározására. A hiperspektrális képeket a repülőgép fedélzetén az 1990-es évek óta, a megfigyelő műholdak fedélzetén a 2000-es évek vége óta készített képeknél használták.
Hiperspektrális képalkotó olyan technika, amely lehetővé teszi, hogy egy képet, egy olyan alany száz egybefüggő spektrális sávok, hogy képes egy spektruma a reflexiós komplett minden az egyes elemek ( pixelek ) alkotó a kép. A hiperspektrális kép térbeli felbontása közepes, de a spektrális felbontás általában kevesebb, mint 10 nanométer . Ez a technika különbözik a spektrális képalkotástól , egy régi technikától, amely korlátozott számú (legfeljebb 15) spektrum-sávban állítja vissza a képet, széles és szakaszos. A hiperspektrális képalkotást elsősorban látható és közeli infravörös fényben használják (0,4–2,5 µm). De használható közepes infravörös tartományban is (3-5 μm és 8-12 μm, II és III sáv), a mikrohullámú megfigyeléshez pedig a termikus infravörös és prototípusokat értékelik.
Számos technika alkalmazható a hiperspektrális kép megszerzésére az optikai tartományban (látható fény, infravörös). A műszer rendelkezik optikával, amely képet ad a spektrográf bemenetén. Ez utóbbi diszperz vagy Fourier transzformáló elemet használ.
A hiperspektrális kép minden pixel számára biztosítja a fényképezett anyag jellemzőit, amely több száz dimenziójú (akár spektrális sávú) vektor formájában jelenik meg. Az alkalmazások számosak. Például :
Néhány példa a hiperspektrális kamerákra:
Hangszer | Operátor | típus | Támogatás | Keltezett | Spektrális sáv | Sávok száma és szélessége | Érzékelő típusa | használat | Egyéb információk |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
AVIRIS | JPL | Légi eszköz | 1989 | 360 - 2500 nm | 224 (10 nm) | Első hiperspektrális kamera, amelyet operatív célokra használnak | Térbeli felbontás 20 m. | ||
ÖVÉ | CNSA | Műhold | HJ-1B | 2008 | 450-950 | 110-128 | Pushbroom | Katasztrófavédelem | Térbeli felbontás 100 m. |
HySIS | ISRO | Műhold | HySIS | 2018 | 400-950 nm | 55 (10 nm) | Pushbroom | A mezőgazdasági és erdészeti erőforrások figyelemmel kísérése | Térbeli felbontás 30 m. |
PRISMA | Olasz űrügynökség | Műhold | PRISMA | 2019 | 400-2500 nm | 250 (<12 nm ) | Pushbroom | A természeti erőforrások megfigyelése, technológiai demonstrátor | Térbeli felbontás 30 m. |
HSI | DLR | Műhold | EnMAP | 2021 | 420-2450 | 228 (6,5 nm és 10 nm) | Pushbroom | Térbeli felbontás 30 m. | |
HISUI | JAXA | Műhold | ALOS-3 | 2021 | 400-2500 | 185 (10 nm és 12,5 nm) | Pushbroom | A bányászati erőforrások kezelése, a mezőgazdasági termelés nyomon követése, környezeti ellenőrzés, mezőgazdaság | Térbeli felbontás 30 m. |
Harangjáték | ESA | Műhold | Harangjáték | 2029 | |||||
HyMAS | NASA | Légi eszköz | ? | 60-183 GHz | 52 | Antenna hálózat | Légköri hangzás - hiperspektrális mikrohullámú kamera technológiai demonstrátor | Függőleges felbontás 1 km. |
A hiperspektrális adatok feldolgozása bonyolult, mivel óriási mennyiségű adat kezelésére van szükség, és a releváns adatok kinyerése komplex algoritmusok kifejlesztését igényli az egyes felhasználási módokra. A műholdak fedélzetén lévő műszerek esetében a képek mérete egy tömörítési folyamat kidolgozását igényli annak érdekében, hogy kompatibilis legyen az űrhajó tárolási és átviteli kapacitásával. Az ezen eszközök által szolgáltatott adatok felhasználása aktív kutatási terület.