Den hyperspektrale avbildningen eller den spektrale avbildningen er en teknologi for å skaffe et bilde av en scene i et stort antall (vanligvis over hundre) av spektrale bånd både smale og sammenhengende. For det første gjør det det mulig å bestemme den kjemiske sammensetningen av den fotograferte overflaten og gir informasjon om konsentrasjonen av disse og de fysiske egenskapene til overflaten. Den brukes også i forskjellige industrielle prosesser, hovedsakelig for å bestemme kvaliteten på produktene. Hyperspektrale bilder har blitt brukt i bilder tatt ombord fly siden 1990-tallet og ombord observasjonssatellitter siden slutten av 2000-tallet.
Hyperspektral avbildning er en teknikk som gjør det mulig å oppnå et bilde av en gjenstand i hundrevis av sammenhengende spektralbånd som kan produsere et spekter av reflektans fullstendig for hver av de enkelte elementene ( piksler ) som utgjør bildet. Den romlige oppløsningen til et hyperspektral bilde er middels, men på den annen side er den spektrale oppløsningen generelt mindre enn 10 nanometer . Denne teknikken skiller seg fra spektral bildebehandling , en gammel teknikk som gjenoppretter et bilde i et begrenset antall spektralbånd (opptil 15), bredt og diskontinuerlig. Hyperspektral bildebehandling brukes hovedsakelig i synlig og nær infrarødt lys (0,4-2,5 µm). Men den kan også brukes i midten av infrarød (3-5 μm og 8-12 μm, bånd II og III) og termisk infrarød og prototyper blir evaluert for mikrobølgeobservasjon.
Flere teknikker kan brukes for anskaffelse av et hyperspektral bilde i det optiske domenet (synlig lys, infrarødt). Instrumentet har en optikk som gir et bilde ved inngangen til en spektrograf. Sistnevnte bruker et dispersivt eller Fourier transformasjonselement.
Et hyperspektralt bilde gir for hver piksel en karakteristikk av det fotograferte materialet som har form av en vektor med flere hundre dimensjoner (like mange som spektralbånd). Søknadene er mange. For eksempel :
Noen eksempler på hyperspektrale kameraer:
| Instrument | Operatør | Type | Brukerstøtte | Datert | Spektralbånd | Antall bånd og bredde | Sensortype | bruk | Annen informasjon |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| AVIRIS | JPL | Luftbåret instrument | 1989 | 360 - 2500 nm | 224 (10 nm) | Første hyperspektrale kamera brukt til operasjonelle formål | Romlig oppløsning 20 m. | ||
| HANS | CNSA | Satellitt | HJ-1B | 2008 | 450-950 | 110-128 | Pushbroom | Katastrofeovervåking | Romlig oppløsning 100 m. |
| HySIS | ISRO | Satellitt | HySIS | 2018 | 400-950 nm | 55 (10 nm) | Pushbroom | Overvåking av jordbruks- og skogressurser | Romlig oppløsning 30 m. |
| PRISMA | Italiensk romfartsbyrå | Satellitt | PRISMA | 2019 | 400-2500 nm | 250 (<12 nm ) | Pushbroom | Overvåking av naturressurser, teknologisk demonstrator | Romlig oppløsning 30 m. |
| HSI | DLR | Satellitt | EnMAP | 2021 | 420-2450 | 228 (6,5 nm og 10 nm) | Pushbroom | Romlig oppløsning 30 m. | |
| HISUI | JAXA | Satellitt | ALOS-3 | 2021 | 400-2500 | 185 (10 nm og 12,5 nm) | Pushbroom | Forvaltning av gruvedrift, overvåking av landbruksproduksjon, miljøovervåking, landbruk | Romlig oppløsning 30 m. |
| Klokkespill | ESA | Satellitt | Klokkespill | 2029 | |||||
| HyMAS | NASA | Luftbåret instrument | ? | 60-183 GHz | 52 | Antennenettverk | Atmosfærisk lyd - Hyperspectral mikrobølgeovn kamera teknologisk demonstrator | Vertikal oppløsning 1 km. | |
Behandlingen av hyperspektrale data er kompleks fordi det er nødvendig å håndtere store datamengder, og utvinning av relevante data krever utvikling av komplekse algoritmer som er spesifikke for hver type bruk. For instrumenter om bord på satellitter krever størrelsen på bildene utvikling av en kompresjonsprosess for å være kompatibel med romfartøyets lagrings- og overføringskapasitet. Bruken av data levert av disse instrumentene er et aktivt forskningsområde.