高光谱成像仪结合光谱技术和图像技术的优势，能够很好的捕获光谱信息和图像信息。其丰富的光谱信息能够有效的提取样品内部特征，被广泛的应用于不同行业样品信息的检测。那么，高光谱成像仪的原理是什么？高光谱成像仪有何具体应用？下文为大家进行了介绍，感兴趣的朋友可以了解一下！
高光谱成像仪的成像原理：
高光谱成像系统由硬件和软件两部分组成，如下图所示硬件最重要的部件是传感器，还包括光源、扫描器和控制装置等。传感器主要由物镜、光谱仪和CCD阵列探测器。光谱仪主要有两种：干涉型成像光谱仪和光栅型成像光谱仪。CCD阵列探测器分为线阵探测器和面阵探测器。软件部分主要包括光谱预处理软件和数据采集及处理软件等。
下图所示为高光谱成像原理示意图。高光谱成像系统最重要的组成是光谱仪，光谱仪有一个棱镜-光栅-棱镜单元，此单元可以阻止环境光的干扰，而且在光谱仪获得被测物体的一行图像时，此单元可以将光线从每行图像的像素点色散到光谱轴上，这样就获得了在空间轴和光谱轴上的一维影像和光谱信息。由于物体或物镜的连续运动，就形成了整个物体的光谱图像。最终在CCD阵列探测器上完成对每个瞬间信号的获取，得到高光谱三维图像数据块。
高光谱成像仪的具体应用：
1.用于精准农业
农业攸关国计民生，农业信息至关重要。高光谱遥感技术的发展为遥感信息定量应用开辟了新的领域，并逐渐成为新兴的精准农业最重要的技术手段之一。高光谱遥感技术可以准确获得植物的精细光谱信息，建立监测模型，从而能够精准监测作物的类型及播种面积、作物的生长环境及病虫害、作物生理生化性状、作物长势和产量品质等，促进了农业的科学化管理和实现高产优质，为作物的科学管理和高产高效提供技术保障。
2.用于植被调查
高光谱可用来估计一些森林物理参数，如叶面积指数（LAI）、材积、密度、森林覆盖度、树高等。LAI是植被重要的生物物理参数和植物生态研究中的一个重要指标，它与生物量、植被长势均密切相关。过去应用遥感方法估计森林LAI的研究主要局限于一些相对较宽的波段的多光谱数据，精度不高，原因之一是宽波段高光谱遥感数据中往往混有相当比例的非植物光谱，致使各种植被指数与LAI的关系不紧密，而这种非植物光谱在高光谱遥感中采用光谱微分技术可以得到有效抑制，从而提高遥感数据LAI的相关性。
3.用于岩矿探测
与多光谱遥感相比，高光谱遥感能够以更高的光谱分辨率提取地物的诊断性光谱特征，这使得在多光谱遥感中不可区分的岩石和矿物光谱，可在高光谱遥感中得到精确识别。利用高光谱遥感识别岩矿，能够直接提供同矿床成矿和蚀变相关的矿物种类、分布以及丰度信息。基于这些岩矿信息，可以有效地圈定相关矿产资源的勘探范围，实现矿产资源大面积快速勘查。
4.用于水体水质调查
随着经济发展和人类活动的不断扩张，各种水体的水质状况越来越受到影响，水环境监测已刻不容缓。20世纪70年代开始，一些国家应用航空遥感监测海岸带污染，应用卫星遥感监测区域性的海上溢油、赤潮事件。赤潮水体与正常水体的光谱曲线形状在700nm附近有所不同，差异表现在是否存在中心波长大于685nm的荧光峰，即赤潮水体的特征反射峰。宽光谱波段不能有效捕捉水体复杂的光谱特性，而高光谱遥感数据具有较高的空间分辨率和连续的光谱信息，能进行有效的水体水色因子探测及提高光学水质参数反，演精度。
5.用于大气科学研究
高光谱遥感技术在大气研究中的突出应用是云盖制图、云顶高度与云层状态参数估算、大气水汽含量与分布估算、气溶胶含量估计与大气光学特性评价等。利用高光谱成像技术，在准确探测大气成分的基础上，能提高天气预报、灾害预警等的准确性与可靠性。
