多光谱相机原理

多光谱成像技术自从面世以来,便被应用于空间遥感领域。而随着搭载平台的小型化和野外应用的需求,光谱成像仪在农业、林业、军事、医药、科研等领域的需求也越来越大。而在此之前成像技术并没有那么高，只能对特定的单一的谱段进行成像。虽然分辨率高但是数据量大难以进行分析、存储、检索，而多光谱成像是将所有的信息结合在一起，这不仅仅是二维空间信息，同时也把光谱的辐射信息也包含在内，从而在更宽的谱段范围内成像。
多光谱相机的工作谱段范围
人眼所能能识别的光谱区间为可见光区间，波长从400nm到700nm；普通数码相机的光谱响应区间与人眼识别的光谱区间相同，包含蓝、绿、红、三个波段；而多光谱相机的工作谱段范围在其基础上，可以分可见光、近红外光、紫外光等每台多光谱相机的分辨率不同，所应用的领域也不同
就比如说我们在做植被调查的时候，植被的可见光波段对绿色比较敏感对红色和蓝色反射较弱。相对于可见光波段，植被在近红外波段具有很强的反射特性，多数植被在可见光波段的光谱差异很小。而在近红外波段的光谱差异更大，光谱差异越明显越有利于分类。
光谱特性
我们知道像素运用复杂的大气准则来，复原反射光谱和辐射光谱所的到的数据分析，得到不同物质的反射率不同，称之为光谱特征。如果有足够的光谱特证，可用于识别场景中的材质，其中包括光谱范围、宽度、分辨率。范围是指相机获取图像来自的光谱段，谱段的宽度反映了谱段设置的要求、通过努力衡量大气中物质的光谱特性还有传感器的光谱响应，就要考虑 大气中的吸收和散射。
多光谱相机的光学系统
光学系统是指由透镜、反射镜、棱镜和光阑等多种光学元件按一定次序组合成的系统。通常用来成像或做光学信息处 理。曲率中心在同一直线上的两个或两个以上折射（或反射）球面组成的光学系统称为共轴球面系统，曲率中心所在的那条直线称为光轴。其中参数包括焦距、视场角、相对孔径等。
多光谱相机的反射光学系统
如果光学系统中的光学镜片为反射镜，则此系统称之为反射系统，反射式光学系统zui大的优势就在于其光谱范围很大，对各个谱段都适用，并且不需要矫正二级光谱，但是因选用的是非球面镜片，会使系统的加工和装配变得十分困难，增加制作工艺难度 。
多光谱相机的分光系统
对于多光谱相机来说除了光学系统以外，分光系统也十分重要，因为多光谱相机需要对各个谱段进行成像分析，zui终将这些图像数据结合在一起，这就要求能将光线进行分光的器件，无论采用哪种分光模式都必须满足配准的需求。
zui早出现的分光方式是利用棱镜或者是光栅分光，相对来说技术比较成熟，应用也比较广泛，随着发展也有了迈克尔逊双光束干涉分光、offner凸光栅光谱成像系统等。
多光谱相机的基本构成
1.光学系统
可以在各个谱段内范围内成像，可以很好的的控制杂散光，是多光谱相机zui重要的部分，对工作谱段范围和分辨能力起了决定性的作用，还可以设定工作焦距视场角大小等。
2.控制和信息处理器
控制监督多光谱相机的整个工作过程，并收集图像数据，并进行储存。
3.热控装置
由温度控制器、隔热材料、散热器、热控涂层等组成。
4．其他结构
物镜、电路系统、探测器及其他零配件。