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高光譜成像系統通過結合光譜分析與成像技術，在連續波長范圍內獲取目標的空間信息和光譜信息，生成三維數據立方體（空間X軸、Y軸+光譜維度）。

 

一、技術原理

 

1、分光方式：

棱鏡/光柵分光：將入射光按波長分散，逐波段成像；

濾光片型：通過可調濾光片切換不同波段；

傅里葉變換型：利用干涉儀獲取干涉圖，反演光譜信息。

 

2、成像方式：

推掃式（Push-broom）：逐行掃描，適合靜態樣本；

凝視式（Staring）：單次曝光成像，適合動態監測；

快照式（Snapshot）：瞬時獲取全光譜信息，適用于高速場景。

 

二、核心應用場景

 

1. 農業與植物科學

作物健康監測：通過葉綠素吸收光譜識別病害、干旱脅迫；

精準施肥：分析土壤養分光譜特征，指導變量施肥；

種子分選：基于內部品質光譜差異篩選優質種子。

 

2. 環境與生態監測

水質分析：檢測水體中葉綠素a、懸浮物濃度；

污染物識別：識別石油泄漏、重金屬污染區域；

生物多樣性調查：分類植被類型，監測入侵物種。

 

3. 醫學與生物醫學

腫瘤邊界識別：利用組織氧合血紅蛋白光譜差異定位癌變區域；

藥物研發：分析藥物成分分布均勻性（如藥片涂層檢測）；

皮膚檢測：非侵入式評估皮膚水分、黑色素含量。

 

4. 工業與安防

回收分揀：區分塑料、金屬等材料類型；

食品安全：檢測食品變質、異物污染；

刑偵取證：識別文件涂改、血跡殘留。