光譜相機的關鍵技術參數直接影響其數據獲取能力和應用場景適配性。以下是核心參數的詳細解析，涵蓋光譜性能、空間性能、硬件性能及環境適應性：

一、光譜性能參數?

?1. 光譜范圍（Spectral Range）?

?定義?：相機可探測的波長區間（通常以納米nm或微米μm表示）。

?常見類型?：

?可見光（VIS）?：400-700nm（用于顏色分析、生物檢測）。

?近紅外（NIR）?：700-1000nm（農業水分監測、食品檢測）。

?短波紅外（SWIR）?：900-2500nm（礦物識別、塑料分選）。

?中遠紅外（MWIR/LWIR）?：3-14μm（熱成像、氣體檢測）。

?選型要點?：需覆蓋目標物質的特征吸收峰（如葉綠素在680nm，水分在1450nm）。

?2. 光譜分辨率（Spectral Resolution）?

?定義?：區分相鄰波長的最小間隔（單位：nm）。

?分類?：

?高光譜?：分辨率＜10nm（如5nm，可精細區分物質亞類）。

?多光譜?：分辨率＞20nm（如30nm，適用于寬泛分類）。

?影響?：分辨率越高，數據量越大，處理復雜度增加。

?3. 波段數（Number of Bands）?

?多光譜?：5-20個離散波段（如藍、綠、紅、近紅外）。

?高光譜?：100-300個連續波段（如400-1000nm范圍內200個波段）。

?平衡點?：波段數需滿足應用需求，避免冗余（如礦物勘探需高波段數，NDVI監測僅需2波段）。

?4. 光譜采樣間隔（Spectral Sampling Interval）?

?定義?：相鄰波長的實際間隔（例如，光譜分辨率5nm時，采樣間隔可能為3nm）。

?意義?：影響光譜曲線平滑度和特征提取精度。

?二、空間性能參數?

?1. 空間分辨率（Spatial Resolution）?

?定義?：單個像素對應的實際物理尺寸（如地面采樣距離GSD=1cm@1m高度）。

?影響因素?：

傳感器像元尺寸（如5.5μm×5.5μm）。

鏡頭焦距與成像距離（長焦距提升分辨率）。

?應用適配?：

?無人機遙感?：GSD＜5cm（精細農業監測）。

?衛星遙感?：GSD=10-30m（大范圍環境觀測）。

?2. 視場角（Field of View, FOV）?

?定義?：相機可成像的水平或垂直角度范圍。

?分類?：

?窄視場?：＜10°（遠距離高精度檢測，如礦物勘探）。

?寬視場?：＞60°（大范圍快速成像，如無人機航測）。

?計算關系?：FOV = 2×arctan（傳感器寬度 / (2×焦距)）。

?3. 空間像素數（Spatial Pixels）?

?定義?：傳感器橫向（列）和縱向（行）的像素數量。

?典型值?：

推掃式高光譜相機：1024×256像素（每行采集256個空間像素+1024個光譜通道）。

快照式相機：256×256像素（全幀捕獲）。

?三、硬件性能參數?

?1. 探測器類型（Detector Type）?

?硅基CCD/CMOS?：覆蓋可見光至近紅外（400-1000nm），成本低。

?InGaAs（銦鎵砷）?：覆蓋900-1700nm，適用于SWIR，需制冷抑制暗電流。

?MCT（碲鎘汞）?：覆蓋中遠紅外（3-5μm, 8-14μm），用于熱成像，價格昂貴。

?2. 幀率（Frame Rate）?

?推掃式?：依賴平臺移動速度（如無人機速5m/s時，幀率=10Hz）。

?快照式?：實時成像（如30fps，用于動態過程監測）。

?限制因素?：探測器讀出速度、數據接口帶寬。

?3. 信噪比（Signal-to-Noise Ratio, SNR）?

?定義?：有用信號與噪聲的比值（單位：dB）。

?典型要求?：

實驗室場景：SNR＞60dB（高精度定量分析）。

野外快速采集：SNR＞40dB（可接受輕微噪聲）。

?4. 動態范圍（Dynamic Range）?

?定義?：可探測的最強信號與最弱信號之比（通常以bit表示，如12bit=4096級）。

?高動態范圍（HDR）?：＞16bit（避免高反射目標過曝，如雪地、金屬表面）。

?四、系統集成參數?

?1. 數據接口?

?類型?：CameraLink、CoaXPress、USB3.0、GigE Vision。

?帶寬需求?：高光譜數據量大（如1024光譜通道×1024像素×12bit = 1.5MB/幀，30fps需450MB/s）。

?2. 尺寸與重量?

?無人機載?：＜2kg，緊湊設計（如Headwall Nano-Hyperspec）。

?實驗室用?：可接受較大體積（如配備液氮制冷的MCT探測器）。

?3. 環境適應性?

?防護等級?：IP65（防塵防水）、寬溫（-20°C至+50°C）。

?抗震性?：適用于車載、機載等振動場景。

?五、校準與標定參數?

?1. 輻射校準（Radiometric Calibration）?

?目的?：將原始DN值轉換為反射率/輻射亮度。

?方法?：使用標準白板（如Spectralon）和暗電流校正。

?2. 光譜校準（Spectral Calibration）?

?目的?：確保每個通道的中心波長準確。

?工具?：單色儀或激光光源標定。

?3. 幾何校準（Geometric Calibration）?

?目的?：校正鏡頭畸變與像素位置偏移。

?方法?：拍攝標定板（如棋盤格）建立空間映射模型。

👇點擊以下名片，獲取更多產品資料👇

歡迎咨詢，歡迎交流