Hiperspektralno slikanje je tehnika, ki odsevi, ki vsebuje spektralne podatke tarče, doda barvito tretjo dimenzijo. Uporablja se lahko v aplikacijah, kot so topografska analiza mineralnih nahajališč ali kmetij, vojaški nadzor, analiza medicinskih tkiv in arheološko kartiranje. Hiperspektralno slikanje zagotavlja obilo podatkov o svetlobi in kompoziciji slikovnih senzorjev na terenu, v laboratoriju in celo v vesolju.
Spektralno slikanje analizira odbojne spektre ali podatke o valovni dolžini svetlobe. Lahko uporablja tehnologijo, kot so odbojna ogledala, prizme, leče in svetlobni senzorji, podobno kot komponente in čipi naprav s polnjenjem (CCD) v digitalnem fotoaparatu. V kombinaciji s tehnologijo daljinskega slikanja se spektralno slikanje uporablja za merjenje valovnih dolžin elektromagnetnega spektra, ki ga razprši ciljni material. Naprave, imenovane spektrometri in spektroradiometri, beležijo razlike v energijski valovni dolžini svetlobe, ki se odbija od cilja, in omogočajo opazovalcem, da določijo kompozicijsko sestavo materiala ali pokrajine.
Hiperspektralno slikanje uporablja sodobno računalniško moč za združevanje podatkov iz številnih slik in dodajanje tretje dimenzije spektralnih podatkov neposredno v sliko. Ta nabor podatkov je zložen v “hiperspektralno kocko”, kot je sveženj posnetkov, v katerem vsak slikovni pik vsebuje svoje spektralne podatke. Multispektralno slikanje združuje podatke o desetinah ali stotinah elektromagnetnih (EM) pasov, vendar lahko hiperspektralne kocke obdelujejo podatke iz tisočih pasov.
Multispektralno slikanje običajno uporablja podatke iz več senzorjev, medtem ko se hiperspektralni podatki pogosto zbirajo kot niz sosednjih pasov iz enega senzorja. Več kot je podatkov, jasnejša je slika. Čim jasnejša je slika, tem lažje je ugotoviti, iz katere snovi ali snovi je predmet narejen.
Nekatere aplikacije hiperspektralnega slikanja vključujejo kemično analizo, fluorescenčno mikroskopijo, toplotno slikanje, arheološko odkritje in forenzične preiskave. Medicinsko hiperspektralno slikanje ekstrahira vizualne valovne dolžine prostorske regije in sintetizira rezine v “topografski zemljevid”, pripravljen za jasno medicinsko analizo lastnosti tkiva za različne diagnoze ali raziskovalne namene. Ta slikovna tehnologija lahko zajame več EM pasu kot vidno svetlobo, vključno z infrardečimi in ultravijoličnimi valovnimi dolžinami, tako da lahko izboljša informacije, ki jih sicer ne bi videli s prostim očesom. Vsi materiali vsebujejo spektralne podpise, ki lahko zagotovijo ključne namige za številne aplikacije na številnih področjih.
Na primer, z razumevanjem razlik v kemični sestavi tal in rasti rastlin lahko forenzični preiskovalci natančno določijo sicer neznana grobišča. To je zato, ker razgradnja razlikuje odbojne spektre rasti rastlin od njihove okolice. Preprosto povedano, zaradi dodatnega klorofila, ki ga vsebujejo rastline, oplojene z razkrojem, izstopajo veliko bolj vidno v hiperspektralnih podatkih kot s prostim očesom.
Daljinsko zaznavanje in digitalno slikanje nenehno najdeta nove aplikacije. Organizacije, kot je ameriška Nacionalna uprava za aeronavtiko in vesolje (NASA), so raziskovalcem in civilistom vedno bolj dostopne posebne knjižnice, ki hranijo znane spektralne podatke o gradivu. Nove aplikacije za to tehniko se nenehno razvijajo v številnih panogah. Kmetijske uporabe lahko vključujejo določanje sort rastlin, stanja vode in hranil ter zgodnje odkrivanje bolezni. Ker tehnologija postaja vse bolj dostopna javnosti, se pričakuje, da se bodo nove aplikacije nenehno razvijale za veliko prednost pred relativno omejeno analitično močjo enotočkovne spektroskopije.
Tehnologija toplotnega slikanja se že dolgo uporablja v vojaškem ali letalskem nadzoru. Iz tega razloga so bile razvite posebne tehnike, namenjene preprečevanju te tehnologije, da bi prikrili toplotne znake zemeljskih sil iz zraka. Hiperspektralno slikanje bi lahko premagalo te protiukrepe s svojimi številnimi meritvami spektralnih pasov, ki ponujajo natančno analizo, ki lahko odkrije spektralne “prstne odtise” tarče.
Celoten spekter je zbran za vsako slikovno piko informacij, tako da opazovalec ne potrebuje predznanja o materialu za analizo. Računalniška obdelava lahko vključuje vse razpoložljive podatke za popolno analizo vzorca. To zahteva namenske računalniške vire, vključno z drago občutljivo opremo in veliko zmogljivostjo shranjevanja podatkov. Hiperspektralna kocka predstavlja večdimenzionalne nabore podatkov, ki zahtevajo obdelavo na stotine megabajtov vsakega.