高光譜成像儀作為精密的光學(xué)儀器，它融合了傳統(tǒng)的成像和光譜技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，可以同時(shí)獲取被檢測(cè)物體的空間信息和光譜信息，具有圖譜合一的特點(diǎn)。其更具成像方式的不同，可以分為推掃型、凝視型、光機(jī)掃描等不同的類型。本文對(duì)高光譜成像儀的工作原理及相關(guān)技術(shù)指標(biāo)作了介紹，感興趣的朋友可以了解一下！
高光譜成像儀的工作原理：
光譜成像獲得空間維圖像信息的主要方式包括固體自掃描、擺掃和推掃和三種方式。固體自掃描方式由于需要進(jìn)行波段掃描，導(dǎo)致各波段圖像不是同時(shí)獲取，因此對(duì)動(dòng)態(tài)目標(biāo)探測(cè)時(shí)后處理較為困難，通常在機(jī)載、星載遙感儀器設(shè)計(jì)中較少采用：擺掃方式雖然能夠有效的擴(kuò)大視場(chǎng)，但是由于像元駐留時(shí)間較短，在空間分辨率和譜段數(shù)較高的情況下很難獲得較高的信噪比。與擺掃式成像光譜儀相比，推帚式成像光譜儀的像元駐留時(shí)間大大增加，此外，由于無需儀器掃描的運(yùn)動(dòng)部件，整體體積較小，更適合空間應(yīng)用。目前，為了增加像元的駐留時(shí)間，高光譜成像儀通常采用推帚式掃描。
典型的推帚式高光譜成像儀的成像原理如下圖所示，系統(tǒng)瞬時(shí)視場(chǎng)內(nèi)的地物經(jīng)物鏡成像于光譜儀的入射狹縫處，通過狹縫后由分光系統(tǒng)分光，最后成像于面陣探測(cè)器上。成像系統(tǒng)通過探測(cè)器x方向的焦面尺寸覆蓋穿軌方向的一定區(qū)域范圍，通過平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)完成沿軌方向（y方向）的掃描，最終得到完整的光譜維和空間維結(jié)合的數(shù)據(jù)立方體。
高光譜成像儀的相關(guān)技術(shù)指標(biāo)分析：
1.光學(xué)技術(shù)
在進(jìn)行高光譜成像儀設(shè)計(jì)時(shí)，光學(xué)口徑、視場(chǎng)、焦距等都是最主要的參數(shù)，通常這些參數(shù)都是根據(jù)應(yīng)用需求而定的。高光譜成像儀通常需要的光學(xué)系統(tǒng)具有大口徑、大視場(chǎng)和長(zhǎng)焦距的特點(diǎn)。為了盡量滿足探測(cè)器對(duì)能量的需求，光學(xué)系統(tǒng)還應(yīng)具有較強(qiáng)的聚光能力，即盡量減小F數(shù)。遙感應(yīng)用中的光學(xué)系統(tǒng)通常分為折射系統(tǒng)、反射系統(tǒng)和折反射系統(tǒng)三種。
2.分光技術(shù)
考慮到推帚式高光譜儀的成像原理和工作特點(diǎn)，為了獲得較高的空間分辨率和光譜分辨率，在分光方式上只能選擇空間掃描型，對(duì)狹縫視場(chǎng)內(nèi)的光進(jìn)行分光成像，主要的分光方式包括棱鏡分光、光柵分光和傅里葉分光。
3.高幀頻面陣成像技術(shù)
推帚式高光譜成像儀中面陣探測(cè)器需要在空間維覆蓋狹縫內(nèi)視場(chǎng)、在光譜維覆蓋分光后像面，通過固體自掃描的方式完成狹縫視場(chǎng)內(nèi)的光譜維掃描，實(shí)現(xiàn)光譜成像。
了保證一定的地面分辨率，儀器對(duì)探測(cè)器的工作幀頻有嚴(yán)格的限制，探測(cè)器的工作幀頻是由儀器的地面分辨率和掃描速度決定的。
