高光譜成像儀的工作原理基于物體的光譜吸收和反射特性。當光線通過或反射在物體表面時，被物體吸收或反射的光波將發(fā)生變化。通過對不同波段的頻譜進行連續(xù)測量，高光譜成像系統(tǒng)可以獲取到物體在不同波段下的光譜信息。通過對這些光譜數(shù)據(jù)進行分析，可以得到物體的光譜特征，進而對物體進行分類、識別和定量分析。

高光譜成像儀將成像技術與光譜技術相結合，狹縫一次捕獲一行場景，并通過傳感器獲取對應一行場景中每個點的光譜信息。通過將儀器狹縫瞄準到感興趣的區(qū)域，或將移動物體掃過儀器的前面（例如，裝有產(chǎn)品的傳送帶），進而可以對整個場景進行成像，并獲取整個場景內逐個點的光譜信息。

高光譜成像技術的工作原理

高光譜成像技術的工作原理主要依賴于不同物質反射、吸收和散射光的特性不同。每種物質對光的吸收和反射光譜都有其獨特的"指紋"，通過這些"指紋"，我們可以識別并分析物質的成分和狀態(tài)。

高光譜成像系統(tǒng)通常由光源、成像設備和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)三部分組成。成像設備收集反射光，通過光譜分離器分離出各個光譜，然后通過光電探測器轉換為電信號，最后通過數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)分析和解譯。

高光譜成像儀系統(tǒng)工作原理與結構

高光譜成像儀將成像技術和光譜技術結合在一起，在探測物體空間特征的同時并對每個空間像元色散形成幾十個到上百個波段帶寬為10nm左右的連續(xù)光譜覆蓋。

1.1 系統(tǒng)工作原理

地面物體的反射光通過物鏡成像在狹縫平面，狹縫作為光欄使穿軌方向地面物體條帶的像通過，擋掉其他部分光。地面目標物的輻射能通過指向鏡，由物收鏡收集并通過狹縫增強準直照射到色散元件上，經(jīng)色散元件在垂直條帶方向按光譜色散，用會聚鏡會聚成像在傳感器使用的二維CCD面陣列探測元件被分布在光譜儀的焦平面上。焦平面的水平方向平行于狹縫，稱空間維，每一行水平光敏元上是地物條帶一個光譜波段的像；焦平面的垂直方向是色散方向，稱光譜維，每一列光敏元上是地物條帶一個空間采樣視場(像元)光譜色散的像。這樣，面陣探測器每幀圖像數(shù)據(jù)就是一個穿軌方向地物條帶的光譜數(shù)據(jù)，加上航天器的運動，以一定速率連續(xù)記錄光譜圖像，就得到地面二維圖像及圖形中各像元的光譜數(shù)據(jù)，即圖像立方體。

1.2 光譜成像儀數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)構成

光譜成像儀由光學系統(tǒng)、信號前端處理盒、數(shù)據(jù)采集記錄系統(tǒng)三部分組成。

數(shù)據(jù)的回放及預處理通過專用軟件在高性能的微機上完成。軟件具有如下功能：數(shù)據(jù)備份；快速回放；數(shù)據(jù)規(guī)整和格式轉換；圖像分割截取；標準格式的圖像數(shù)據(jù)生成等。