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[科普中國(guó)]-光譜分辨率

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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