[科普中國(guó)]-光譜分辨率

基本定義

光譜分辨率是指?jìng)鞲衅魉苡涗浀碾姶挪ㄗV中，某一特定的波長(zhǎng)范圍值，波長(zhǎng)范圍值越寬，光譜分辨率越低。例如，MSS多光譜掃描儀的波段數(shù)為5(指有5個(gè)通道)，波段寬度約為100～2 000 nm而成像光譜儀的波段數(shù)可達(dá)到幾十基至幾百個(gè)波段，波段寬度則為5～10 nm。1

特性一般來(lái)說(shuō)，傳感器的波段數(shù)越多，波段寬度越窄，地面物體的信息越容易區(qū)分和識(shí)別，針對(duì)性越強(qiáng)。成像光譜儀所得到的圖像在對(duì)地表植被和巖石的化學(xué)成分分析中具有重要意義，因?yàn)楦吖庾V遙感能提供豐富的光譜信息，足夠的光譜分辨率可以區(qū)分出那些具有診斷性光譜特征的地表物質(zhì)。

對(duì)于特定的目標(biāo)，選擇的傳感器并非波段越多，光譜分辨率越高，效果就越好，而要根據(jù)目標(biāo)的光譜特性和必需的地面分辨率來(lái)綜合考慮。在某些情況下，波段太多，分辨率太高，接收到的信息量太大，形成海量數(shù)據(jù)，反而會(huì)掩蓋地物輻射特性，不利于快速探測(cè)和識(shí)別地物。所以要根據(jù)需要，恰當(dāng)?shù)乩霉庾V分辨率。1

波段寬度****光譜分辨率指成像的波段范圍，分得愈細(xì)，波段愈多，光譜分辨率就愈高，現(xiàn)在的技術(shù)可以達(dá)到0.17nm納米）量級(jí)，400多個(gè)波段。細(xì)分光譜可以提高自動(dòng)區(qū)分和識(shí)別目標(biāo)性質(zhì)和組成成分的能力。

光譜分辨率是指探測(cè)器在波長(zhǎng)方向上的記錄寬度，又稱波段寬度(band width)。光譜分辨率被嚴(yán)格定義為儀器達(dá)到光譜響應(yīng)最大值的50%時(shí)的波長(zhǎng)寬度。2

傳感器的波譜范圍，一般來(lái)說(shuō)識(shí)別某種波譜的范圍窄，則相應(yīng)光譜分辨率高。舉個(gè)例子：可以分辨紅外、紅橙黃綠青藍(lán)紫紫外的傳感器的光譜分辨率就比只能分辨紅綠藍(lán)的傳感器的光譜分辨率高。一般來(lái)說(shuō)，傳感器的波段數(shù)越多波段寬度越窄，地面物體的信息越容易區(qū)分和識(shí)別，針對(duì)性越強(qiáng)。

技術(shù)應(yīng)用表示方法λ/Δλ

①多光譜成像技術(shù)（Multispectral Imaging），具有10~20個(gè)光譜通道。光譜分辨率為λ/Δλ≈10；

②高光譜成像技術(shù)（Hyperspectral Imaging），具有100~400個(gè)光譜通道的探測(cè)能力，一般光譜分辨率可達(dá)λ/Δλ≈100。

③超高光譜成像（Ultraspectral Imaging），光譜通道數(shù)在1000左右，光譜分辨率一般在λ/Δλ≧1000。1