高光譜成像儀可以按照多種不同的特性進行分類。作為融合成像技術和光譜技術的綜合性儀器，我們可以根據(jù)其工作波段、分光方式、掃描方式和工作高度等特點來進行分類。本文將詳細介紹不同類型的高光譜成像儀，并提供給對高光譜知識感興趣的朋友一個了解的機會。

高光譜成像儀是一種能夠捕捉多波長光譜信息的儀器。它可以同時獲取目標物體的某個區(qū)域的光譜特征，并通過分析光譜數(shù)據(jù)來獲取目標物體的化學成分、結構、形態(tài)等信息。高光譜成像儀廣泛應用于農(nóng)業(yè)、環(huán)境監(jiān)測、地質(zhì)勘探、遙感等領域。它的使用能夠提供更多豐富的光譜信息，為科學研究和實際應用提供了更多的可能性。

按照工作頻段的不同進行分類：

根據(jù)成像光譜儀的波段特性可以進行分類，主要包括紫外、可見、近紅外、中紅外和遠紅外等幾個波段，不同波段的應用也各有特點。紫外波段通常用于觀測星體和電暈放電等方面，因為它可以觀測到星體發(fā)出的輻射和電暈放電所剝離的原子電子?？梢姽獠ǘ问侨搜鬯芙邮艿牟ǘ?，常用于植被和水色的監(jiān)測以及探測研究。紅外波段主要用于熱溫差成像，常用于地溫反演、目標打擊效果評估和軍事偵察等方面。

根據(jù)分光方式的不同進行分類：

光譜成像技術可以根據(jù)分光元件的分光方式及數(shù)據(jù)重構理論分為四種類型：色散型、干涉型、濾光片型和計算成像型。

色散型成像光譜儀的分光技術包括棱鏡分光和光柵分光。濾光片型成像光譜儀則使用濾光片作為分光元件，種類多樣，例如濾光片輪、濾光片陣列、線性漸變?yōu)V光片、光楔濾光片等。此外還有兩種經(jīng)典的調(diào)諧型濾光器，即聲光可調(diào)諧濾光片（AOTF）和液晶可調(diào)諧濾光片（LCTF）。這兩種技術都可以直接提取目標的空間信息和光譜信息，無需進行其他數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換和重構，但只能獲得二維數(shù)據(jù)（包括光譜和一維空間信息），需要進行另一個維度的掃描才能獲取第二維空間信息并形成數(shù)據(jù)立方。

成像光譜技術，亦稱干涉型光譜成像技術，可根據(jù)探測模式分為時間調(diào)制、空間調(diào)制和時空調(diào)制三類。它主要基于波動光學的相干成像原理，通過獲取干涉圖像來獲得探測目標的信息，然后需要進行傅里葉逆變換才能得到光譜信息和空間圖像。該方法獲得的數(shù)據(jù)是二維的，需要進行另一維度的掃描才能得到數(shù)據(jù)立方體。

成像光譜技術主要有三種類型，分別是計算層析型、光場成像型和孔徑編碼成像型。它們可以直接獲得三維數(shù)據(jù)立方體，通常的方法是將目標的三維信息投影到二維探測器上，然后通過相應的重構方法來獲取空間信息和光譜信息。

根據(jù)掃描方式的不同，可以將其進行分類：

根據(jù)采集三維數(shù)據(jù)立方的掃描方式可以分為擺動掃描式、推動掃描式和凝視掃描式。

光譜成像系統(tǒng)的擺掃式采用了線陣探測器，通過在軌道和穿越軌道兩個方向上進行掃描，以獲得完整的二維空間信息。其中，穿越軌道通常使用掃描鏡來實現(xiàn)。這種掃描方式可以即時獲取目標點的線陣光譜信息，通常應用于機載平臺。它具有視場范圍寬廣，定標方便，數(shù)據(jù)信息穩(wěn)定性好的優(yōu)點，但曝光時間短，進入探測器的能量較少，因此信噪比較低。

擺掃式

推掃式光譜成像系統(tǒng)運用了陣列式探測器，該探測器自身完成了沿垂直飛行方向的掃描，獲取了空間中一維線視場的空間信息。同時，利用飛行器的運動完成了沿軌跡方向的掃描，實現(xiàn)了獲取二維空間信息。在陣列探測器的第二維中獲得了線視場的光譜信息。相較于擺動掃描方式，這種掃描方式在信噪比方面有了顯著提高，且不需要機械掃描，在色散型和干涉型成像光譜儀中具有廣泛適用性。

推掃式

該凝視式光譜成像系統(tǒng)使用面陣探測器，能夠在飛行器移動時對固定窗口目標進行成像。它通過濾光的方式將不同波段的圖像信息分離并獲取，然后將這些不同波段的圖像堆疊成為一個“數(shù)據(jù)立方”。該系統(tǒng)僅適用于可調(diào)諧濾光片型和新型的快照式成像光譜儀。

凝視式

根據(jù)工作的不同高度分類：

高光譜成像儀的工作高度不同，相機也可以分為中低空、中空和中高空。不同的工作高度需要不同的前置望遠成像系統(tǒng)焦距范圍來適應。

中低空作業(yè)的工作高度介于200米到4000米之間，焦距一般較短，通常不超過300mm。由于光學系統(tǒng)的工作高度較低，載機自身較容易受到攻擊，因此，偵察類高光譜相機主要用于評估目標的打擊效果分析。

中空作業(yè)是一種工作范圍在三千米到一萬米之間的任務。它使用的焦距范圍為300至1000毫米，并且通常采用傾斜或垂直的成像方式。主要用于偵察地面或海面上的固定目標和活動目標。

中高空作業(yè)的工作范圍是在8000米到25000米之間，焦距通常為1000到3000毫米，成像方式一般采用傾斜模式，主要用于從高空偵察地面或海面上的目標。

在中空和中高空作業(yè)中，航空相機由于工作高度較高，對地面目標的成像距離較遠，因此具備了較強的載機自身生存能力，同時在應用領域上也更加廣泛。