用于環(huán)境監(jiān)測的高光譜成像

德國于利希研究中心制作的熒光圖

高光譜成像在環(huán)境監(jiān)測中發(fā)揮著至關重要的作用。它能捕獲精細光譜細節(jié)，幫助研究人員、科學家和決策者深入評估生態(tài)系統(tǒng)、自然資源和環(huán)境變化，并基于數據做出明智決策。

大規(guī)模環(huán)境測繪通常是通過衛(wèi)星或機載等空中平臺進行的，從而對原本難以到達的區(qū)域進行遠程監(jiān)控。

當衛(wèi)星圖像提供數十米分辨率的信息時，機載數據可以將其水平提高到 1 厘米?；跓o人機的高光譜成像系統(tǒng)甚至可以提供亞厘米級別的數據。這樣就能識別其他成像方法可能錯過的細微變化和特征。

以下是高光譜成像用于環(huán)境監(jiān)測的一些示例：

一、水質監(jiān)測

高光譜成像可用于評估葉綠素含量和濁度等水質參數，并檢測有害赤潮和污染物。藻類侵擾、農業(yè)化學廢水的影響以及微塑料也是高光譜成像的典型應用。

高光譜成像可用于監(jiān)測和預防野火、山體滑坡和洪水等自然災害。例如，可以通過機載光譜成像來繪制自然界或基礎設施中火災特征材料的存在和分布情況，從而采取預防措施來最大限度地降低火災風險。

高光譜成像能夠識別和跟蹤空氣、水和土壤中的污染物。礦物基流體和材料在短波紅外、中波紅外和長波紅外范圍內具有非常獨特的光譜，可用于檢測肉眼無法察覺的污染。

在地質和礦物勘探中，高光譜成像可以根據礦物和巖石獨特的光譜特征來識別和定位礦物和巖石類型。

高光譜成像有助于分析土壤特性，例如水分含量、礦物質成分和有機質。這些信息對于評估土壤健康、侵蝕潛力和農業(yè)適宜性至關重要。

通過監(jiān)測植被、冰川和其他環(huán)境特征的變化，高光譜成像有助于研究生態(tài)系統(tǒng)如何應對不斷變化的氣候條件。

高光譜成像可以準確地對森林、濕地、城市地區(qū)和農田等土地覆蓋類型進行分類。這些信息對于城市規(guī)劃、自然資源管理和監(jiān)測土地利用隨時間的變化至關重要。

高光譜成像有助于評估和保護森林健康，以便及早發(fā)現病害、蟲害和其他應激源。