原理

每一種植物都含有獨特的成分，不同的成分的光譜特征都是不同，即使像乙醛（CH?CHO）和乙醇（CH3CH2OH）這樣的化學(xué)結(jié)構(gòu)很相似的無色液體（在可見光相機眼中，他們都是無色液體，無法區(qū)分），在高光譜成像儀眼中都是完全不同的物質(zhì)，一個羥基的變化，多一個氧原子或者少任何一個原子，都會帶來物質(zhì)的光譜特性的巨大變化。

所以在高光譜眼中，只要化學(xué)結(jié)構(gòu)中相差哪怕一個原子，一個分子，光譜特性都會有巨大差別。基于這個原理，我們能很容易的找到想找的任何物質(zhì)。

效率高

機載方式下。假設(shè)拍攝寬度為1公里，飛機時速360公里（每秒飛行100米），那10秒鐘可以鑒別1平方公里，1小時可以拍攝360平方公里。

成本低

像香港這樣的城市面積為1000平方公里，只需要3個小時，就可以完成對香港的全部拍攝。要完成這個工作量，即使一個100人的緝毒大隊，每天在外搜查，花上十年都無法檢查每塊面積。以單個人力成本為6萬每年算，光人力成本就達到600萬，而且還沒算上花費更高的辦公成本。

而高光譜所需要的就是一架運輸機，幾個人負責(zé)調(diào)整路線，幾個技術(shù)人員負責(zé)事后數(shù)據(jù)處理就可以發(fā)現(xiàn)毒品種植區(qū)。

準(zhǔn)確

即使一塊農(nóng)田只種植一株罌粟，也可以立即被發(fā)現(xiàn)。

相對于星載光譜儀的優(yōu)勢

星載光譜儀雖然同樣使用的是高光譜成像儀，但是由于高度過高，距離地面太遠，所以空間分辨率很低。這個原理很簡單，就像我們可以看清100米處的人的臉，但是1公里外的人的臉么有人能夠看清楚，10公里外的人看上去就只剩一個點那么大，更別提看清臉型了。^[1]

參考資料：

1.公安部禁毒局未證實高分一號發(fā)現(xiàn)大麻種植區(qū) 航天局撤文?光明科技??[引用日期2015-07-16]

高光譜成像儀由中科院長春精密機械與物理研究所和上海技術(shù)物理研究所共同研制，是反應(yīng)目前我國空間分辨率和光譜綜合指標(biāo)的空間光譜成像儀，在空間分辨率、波段范圍、波段數(shù)目以及地物分類等方面達到了國際同類遙感器先進水平。

“在天宮一號目標(biāo)飛行器上安排高光譜遙感對地觀測，主要是利用高光譜成像儀‘圖譜合一’的特點以及在地表覆蓋識別能力、蘊含地物光譜信息等方面優(yōu)勢，有針對性開展研究。”載人航天工程空間應(yīng)用系統(tǒng)副總設(shè)計師張善從介紹說。

在林業(yè)方面，高光譜成像儀在森林覆蓋制圖與變化監(jiān)測方面有廣闊的應(yīng)用前景。由于空間遙感可以獲得較大范圍的數(shù)據(jù)，因此利用遙感數(shù)據(jù)可較好地估算森林的生物量和碳儲量。

高光譜成像儀在森林防火中發(fā)揮著重要作用。目前我國森林防火主要應(yīng)用的是中低空間分辨率、高時間分辨率的衛(wèi)星數(shù)據(jù)，對于較大面積火場非常敏感，但對燃燒初期的明火通常較難探測到。天宮一號高光譜成像儀可同時獲取不同波譜范圍的數(shù)據(jù)，更好地滿足我國森林防火預(yù)警撲救的需求。

海洋遙感是20世紀(jì)后期海洋科學(xué)取得重大進展的關(guān)鍵技術(shù)之一。國家衛(wèi)星海洋應(yīng)用中心對天宮一號高光譜遙感數(shù)據(jù)進行解譯、信息提取，用于海岸帶信息與海冰信息監(jiān)測，同時針對土地利用、濱海濕地、潮間帶、岸線變遷、保護區(qū)、石油平臺監(jiān)測等信息進行了制圖。

在數(shù)字化土地利用監(jiān)測方面，目前大多光譜數(shù)據(jù)由于受空間、光譜分辨率等限制，難以滿足現(xiàn)實需要。天宮一號高光譜成像儀具有較高光譜分辨率，在類別細分方面具有一定優(yōu)勢。

中科院遙感與數(shù)字地球所研究人員利用天宮一號高光譜數(shù)據(jù)對北京通州地區(qū)城市土地利用類型進行監(jiān)測，并與同一時期其他來源的遙感數(shù)據(jù)進行了對比?！皩Ρ蕊@示，天宮一號高光譜數(shù)據(jù)分類結(jié)果更精細，可清晰識別出主干道、細小河流、田塊邊界等?！边b感地球所研究員劉良云說。

6月中旬，我國將擇機發(fā)射神舟十號飛船，與天宮一號目標(biāo)飛行器繼續(xù)實施交會對接試驗?！吧袷蝿?wù)結(jié)束后，我們還會安排開展高光譜成像儀相關(guān)專題應(yīng)用，比如湖泊生態(tài)監(jiān)測、青藏高原監(jiān)測以及城市環(huán)境監(jiān)測等?！敝锌圃嚎臻g應(yīng)用工程與技術(shù)中心系統(tǒng)工程部副主任李緒志說。

西南法醫(yī)證件檢查協(xié)會（SWAFDE）是一個區(qū)域性組織。它定期為全美國法醫(yī)證件審查員提供技術(shù)交流會議。

下一次西南法醫(yī)證件檢查協(xié)會會議將在2013年4月7號美國圣迭戈舉行。SOC公司計劃參加，并展示先進的高光譜成像光譜儀。

　　高光譜成像光譜儀，作為一種無損檢測工具，能在非接觸的條件下，提供文件的任意光譜影像，使得法醫(yī)證件審查員能夠依據(jù)樣品的光譜構(gòu)成和獨有特征，更清晰準(zhǔn)確的鑒別文件真?zhèn)巍＞唧w的，高光譜成像光譜儀在文件鑒別領(lǐng)域具有以下功能：
1.指紋分析
2.文件偽造或變更監(jiān)測
3.油墨鑒別
4.紙基纖維分析服務(wù)

除了調(diào)查作物的品種、類型、種植面積等以外，還可以做到作物的葉綠素、氮磷鉀含量的調(diào)查，但后者還正在研究之中，不是非常成熟。

美國人強調(diào)定點攻擊，它想在晚上攻擊一些重要的工業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施，比如煉油廠之類的，這時高光譜遙感技術(shù)就能派上大用場。通常情況下，居民樓的光線和工業(yè)區(qū)的燈光是不一樣的，如果光譜議能夠把光線的曲線探測到，就可以根據(jù)夜間光譜光線亮度的情況，知道這塊區(qū)域是居民區(qū)，還是工業(yè)區(qū)。

還有偽裝，高光譜遙感技術(shù)能讓偽裝現(xiàn)出原形，這種功能是多光譜遙感也無法實現(xiàn)的。

我們小時看的電影《地雷戰(zhàn)》有一個情景：民兵把地雷埋下去以后，拿樹枝掃一下地面，讓埋藏地雷的地方看起來和周圍一樣。還有的干脆把鞋脫了，輕輕的在藏地雷那地方壓一個鞋印，以迷惑敵人?，F(xiàn)在，這種偽裝一點用也沒有，高光譜遙感技術(shù)能把一個個地雷的位置找到。

它是怎么找到呢?因為土壤挖開之后再回填回去，土壤的結(jié)構(gòu)變了，水分也變了，高光譜遙感就是根據(jù)這種細微的土質(zhì)的變化，發(fā)現(xiàn)地雷的藏身地。

阿富汗戰(zhàn)爭期間，美軍想知道塔利班武裝晚上大概都經(jīng)常走哪條路，于是就拿高光譜遙感儀器去探測，根據(jù)的就是上面的道理。

有了光譜議，他們的工作減輕了很多，不用再花那么大的力氣背礦石標(biāo)本，只要到了那個地方用光譜議一照，就能獲得巖石的一條光譜曲線，回來后根據(jù)光譜曲線一分析，就能知道那個地方有什么礦，是怎么分布的。

用 FIRST 識別釋放飄散的化學(xué)物質(zhì)云團?化學(xué)氣體成像技術(shù)?隨著人類對生存環(huán)境安全的擔(dān)憂，追蹤監(jiān)視各種各樣的污染 源變得非常重要。Telops 公司生產(chǎn)的 FIRST 儀器可以探測， 識別和定位在指定區(qū)域內(nèi)的污染氣體的存在。

環(huán)保應(yīng)用?這一功能強大的儀器可用于許多環(huán)境保護應(yīng)用領(lǐng)域，包括： ? 突發(fā)的燃燒釋放測量 ? 安全防護線監(jiān)測 ? 泄露檢測
FIRST 可以測量遠處視場內(nèi)的光譜特征

安全線監(jiān)測
FIRST 可用于對各種結(jié)構(gòu)外形的目標(biāo)進行監(jiān)測。 當(dāng) 將其安裝在可驅(qū)動的平轉(zhuǎn)平臺及可傾仰調(diào)節(jié)的平臺 上 時 ，F(xiàn)IRST 可 以 掃 描 非 常 寬 廣 的 區(qū) 域 。 以 兩 臺 FIRST 儀器，分別將它們放在工廠相對的兩邊，就 可以很容易監(jiān)測整個工廠區(qū)域。
探測
FIRST 儀器的靈敏度足以使它測量到遠處各種氣體 云團的光譜特征。它還具有檢測一些特定類型氣體 的程序化方法。
鑒別
FIRST 具有優(yōu)質(zhì)的光譜精度及高信噪比(SNR)，從而進行 光譜特征分析。通過比對被測光譜與儀器內(nèi)所存光譜數(shù)據(jù) 庫，系統(tǒng)即可識別大氣中的氣體成分。
形象，直觀地顯示
儀器可給出氣體的光譜特征或識別某種氣體的存在。右圖 所示對氣體識別的例子。對氣體探測與識別技術(shù)可應(yīng)用于 整個成像過程，所得結(jié)果可通過 FTPro 軟件直觀顯示。

Hyper-Cam 應(yīng)用舉例 – 化學(xué)氣體云團監(jiān)測?氣體化學(xué)成分檢測／識別／定量分析
距離：２米至５公里
對重要地點及關(guān)鍵設(shè)施實行監(jiān)管保護

>>氣體云團溫度高于背景－發(fā)射測量
>>氣體云團溫度低于背景－吸收測量
化學(xué)氣體成份檢測和識別
不同的氣體用不同的顏色標(biāo)識
透明度代表濃度或溫度對照
享受 Telops 的核心技術(shù)及專業(yè)特長，定制您的高光譜成像設(shè)備。Telops 為客戶提供質(zhì)美價優(yōu)的解決方案來滿足您的 特殊應(yīng)用需求。

利用紅外超光譜成像進行環(huán)境研究

Telops Hyper Cam遠程同時檢測氨氣(NH3)和六氟化硫(SF6)

Telops Hyper Cam遠程檢測磷酸三乙酯(TEP)

Telops Hyper Cam應(yīng)用于檢測碳酰氯光氣(CG)

Telops Hyper Cam檢測乙酸(CH3COOH)

Telops Hyper Cam探測氨氣

Telops高光譜成像儀應(yīng)用于檢測氨氣(NH3)和六氟化硫(SF6)

Telops高光譜成像儀應(yīng)用于SF6檢測

Telops的高光譜成像儀用于六氟化硫（SF6）檢測

Telops的高光譜成像儀用于磷酸三乙酯（TEP）檢測

適用于環(huán)保執(zhí)法領(lǐng)域的熱成像技術(shù)

美國聯(lián)邦法規(guī)已針對數(shù)千種檢測點和監(jiān)控頻率作了詳細規(guī)定。一套完善的漏氣故障測試和修復(fù)系統(tǒng)不僅能夠減少維護和檢測成本，而且還能增強員工安全性保障，改善工廠內(nèi)外環(huán)境質(zhì)量。

天然氣泵站的儲存罐
確?？諝赓|(zhì)量

環(huán)保執(zhí)法部門目前使用紅外熱像儀檢測現(xiàn)有空氣質(zhì)量或除去化學(xué)制品的內(nèi)部系統(tǒng)是否運作正常。該款熱像儀可檢測許多容易被忽視的揮發(fā)性有機化合物。比如輪胎廠、塑料原料工廠及天然氣公司可使用紅外熱像儀勘測某一種氣體，氣體可顯示在熱像儀屏幕上，也可以煙霧形式在視頻記錄中顯示探測到的氣體。
大面積區(qū)域掃描

美國國家環(huán)保署已將熱像儀安裝在直升機上，用于監(jiān)控2005年遭受颶風(fēng)后的美國墨西哥灣沿岸地區(qū)的大面積化學(xué)物質(zhì)排放情況。而其他各州的聯(lián)邦環(huán)保署官員正在探尋紅外技術(shù)將如何改進從加油站到干洗店等各個行業(yè)領(lǐng)域的報告速度、準(zhǔn)確性及規(guī)范性。

民用防務(wù) 工廠維護 污染排放 化工廠事故預(yù)防 TICS and TIMS 醫(yī)學(xué)研究 燃燒研究 偽裝 目標(biāo)特性 化學(xué)氣體探測 氣象

氣體化學(xué)成分檢測／識別／定量分析
距離：２米至５公里
對重要地點及關(guān)鍵設(shè)施實行監(jiān)管保護

>>氣體云團溫度高于背景－發(fā)射測量
>>氣體云團溫度低于背景－吸收測量

化學(xué)氣體成份檢測和識別
不同的氣體用不同的顏色標(biāo)識
透明度代表濃度或溫度對照 ? ?

> Hyper-Cam氣體云團探測與識別應(yīng)用介紹

> 煉廠SO2監(jiān)測實例(AVI文件)