Что такое гиперспектральная съемка

09.02.2018

9152

Разберёмся, что такое цветопередача и на чем основана мультиспектральная съемка.

Чтобы понять, что такое гиперспектральная или мультиспектральная съемка стоит разобраться что такое цвет.

Цвет - это электромагнитные волны, и каждому цвету соответствует электромагнитная частота.

Интересно то, что любой цвет из представленного ниже спектра мы можем получить, смешав 3 основных цвета в разных пропорциях.
Красный + зелёный + синий.

Всё дело в особенностях человеческого цветного зрения, на сетчатке нашего глаза находятся светочувствительные клетки, которые называются
“колбочки”. Они воспринимают зелёный, красный и синий цвета соответственно (и некоторый диапазон вокруг этих цветов).

Если человек видит какой-то промежуточный цвет, например голубой - то работают синие и зелёные “колбочки”. Мозг понимает, что это нечто промежуточное и даёт нам знать, что это голубой цвет.

Из-за этого его очень легко обмануть, просто смешивая в нужных пропорциях синий и зелёный. Тогда мозг будет считать, что это голубой, хотя его там и не было. Так работают современные устройства, которые выдают нам цветные изображения.

3 цвета - это норма лишь для человека. Оказывается у некоторых птиц - 4 вида светочувствительных клеток, а у некоторых бабочек - 5 видов. Так что весь спектр можно разбить не только на 3 составляющих, но и на большее число.

Ученые уже давно изобрели способ, как создавать изображения, которые состоят не из 3, а из множества каналов. Изображение может быть одноканальным или многоканальным. Многоканальное изображение может быть воспроизведено посредством цветовой модели RGB, при этом неважно, состоит изображение из 1 или 1000 отдельных каналов. Это и называется гиперспектральной съемкой.

Она прежде всего используется в аэрофотосъемке и космической съемке земной поверхности.

Гиперспектральные снимки внешне не сильно отличаются от обычных снимков, но если мы возьмём обычный снимок, то любой пиксель с него можно разбить на компоненты. Каждый пиксель, это n-мерная модель, где n – это количество спектральных каналов.

Существуют съёмочные системы с различным количеством спектральных каналов.

При этом можно настроить прибор так, что эти компоненты плотно укладывались не только в видимый спектр (от красного до фиолетового), но и захватывали также и инфракрасную область, которую человеческий глаз не способен воспринять.

Гиперспектральная съёмка может быть выполнена как сканерными, так и кадровыми системами. При использовании сканерной системы, после одного прохода получается некий ряд из пикселей, причём каждый из пикселей разбит на свой спектр. В итоге у нас получается картинка, которую мы можем запомнить и перенести на карту памяти и перейти к следующему ряду. И так ряд за рядом у нас получается составить гиперспектральное изображение.

Зачем нужна мульти и гиперспектральная съемка:

Вполне логично, что любой предмет отражает свет немного по разному. При гиперспектральной съемке мы можем получить уникальное изображение каждого предмета.

Чем точнее мы знаем, как тело отражает свет на протяжении всего спектра, тем точнее мы можем понять, что это такое - работая из космоса. В автоматическом режиме мы можем создавать детализированную карту поверхности, что потом позволит диагностировать состояние почвы и например выявить заболевание какой либо культуры в сельском хозяйстве.