高光譜相機可將成像技術(shù)與光譜探測技術(shù)相結(jié)合，在對目標空間特征成像的同時，可以對每個空間像元形成多個窄波段實現(xiàn)連續(xù)的光譜覆蓋，對地物的精準識別和探測具有顯著優(yōu)勢，目前已成為對地遙感重要的前沿技術(shù)手段。不過，不同類型的高光譜相機，其分光原理是不同的。那么，高光譜相機根據(jù)分光原理的不同可分為哪些類型？其中濾光片型高光譜相機的原理是怎樣的？本文為大家做了介紹。

高光譜相機根據(jù)分光原理的不同可分為哪些類型？

高光譜相機又稱為高光譜成像光譜儀，是集光譜采集和目標成像于一體的探測設(shè)備，利用成像光譜技術(shù)能夠在連續(xù)光譜波段上對同一目標進行光譜成像，完成對該目標空間、輻射和光譜三重信息的整合，極大地提升了目標觀測的信息維度。目前，高光譜相機已廣泛應(yīng)用于資源普查、環(huán)境監(jiān)測、軍事防御等多個領(lǐng)域。

根據(jù)分光原理的不同，現(xiàn)有的高光譜相機主要分為三類：色散型、干涉型和濾光片型。色散型高光譜相機一般先利用色散元件（光柵或者棱鏡）進行分光，再經(jīng)由成像系統(tǒng)成像在探測器上；干涉型高光譜相機主要是利用干涉圖與光譜圖之間的對應(yīng)關(guān)系，借助干涉儀來測量譜線元的干涉強度，并對干涉圖進行逆傅里葉變換得到目標的光譜圖；濾光片型高光譜相機則是在成像光路中加入濾光片進行分光，根據(jù)濾光片的不同，濾光片型高光譜相機又可以細分為旋轉(zhuǎn)濾光片型、楔形濾光片型、可調(diào)諧濾光片型和量子點濾光片型。

基于濾光片型的高光譜相機具有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式簡單、體積小、質(zhì)量輕、空間分辨率高、靈活性好等優(yōu)點。近年來，隨著鍍膜技術(shù)和商業(yè)高光譜遙感的發(fā)展，基于鍍膜型的高光譜相機也得以迅速發(fā)展。

濾光片型高光譜相機的原理：

旋轉(zhuǎn)濾光片型高光譜相機的結(jié)構(gòu)如下圖所示，它是以濾光片輪為分光元件，通過轉(zhuǎn)動濾光片輪獲得不同波段的光譜圖像，從而完成復(fù)色光到單色光的分光。濾光片輪通常是將一組具有不同波長透過率的窄帶濾光片固定在輪式結(jié)構(gòu)上，每曝光一次采用一個濾光片?？刂茷V光片輪的旋轉(zhuǎn)速度，使其轉(zhuǎn)動頻率與傳感器采樣頻率同步，從而保證每個濾光片對應(yīng)的譜段都能在傳感器上成像。

濾光片輪高光譜相機的關(guān)鍵器件是濾光片輪，可以根據(jù)觀測波段的不同替換相應(yīng)譜段范圍的濾光片輪，光路結(jié)構(gòu)簡單，譜段更換靈活。但是由于光譜通道之間的切換需要依靠輪式結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)動來完成，旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)帶來的振動對成像質(zhì)量影響較為明顯，成像所需曝光時間較長；且單次曝光只能獲得指定光譜范圍的圖像，光譜響應(yīng)曲線是離散的，無法獲取連續(xù)譜段的圖像，存在實時性的問題；同時濾光片輪上各個濾光片的共面情況以及厚度均勻性也會帶來成像模糊等問題。除此之外，隨著光譜成像技術(shù)的發(fā)展，探測波段數(shù)目越來越多，濾光片輪已無法滿足寬譜段高分辨率的觀測，因此越來越多地被用于多光譜探測中。