高光譜成像系統(tǒng)通過將成像技術(shù)與光譜技術(shù)結(jié)合，實現(xiàn)了目標(biāo)物的空間信息與光譜信息的同步獲取，廣泛應(yīng)用于科研、檢測、遙感等領(lǐng)域。推掃式、凝視式、快照式是三種主流的技術(shù)路線，其核心差異在于成像方式與光譜獲取邏輯的不同，適配不同的應(yīng)用場景。
推掃式的核心技術(shù)路線是通過平臺運動實現(xiàn)逐線掃描成像。該系統(tǒng)通過前置成像物鏡將目標(biāo)場景的一條窄線成像于入射狹縫，光線經(jīng)準(zhǔn)直鏡、色散元件分光后，由探測器接收，探測器同時記錄空間信息與光譜信息。通過平臺與目標(biāo)之間的相對運動，完成整個場景的逐線推掃，合成三維數(shù)據(jù)立方體。其優(yōu)勢在于光譜分辨率高、信噪比優(yōu)異，適合對光譜精度要求高的定量化分析，但需要穩(wěn)定的相對運動平臺，不適合動態(tài)場景拍攝。
凝視式采用面陣探測器凝視成像，無需平臺運動，可同時獲取整個視場的空間與光譜信息。其核心是通過分光元件將光線分解為不同波長，再通過探測器陣列同步接收，實現(xiàn)對目標(biāo)場景的實時成像。該技術(shù)路線的優(yōu)勢在于成像速度快，可捕捉動態(tài)場景，操作簡便，但光譜分辨率相對較低，適合對成像速度要求高、光譜精度要求適中的場景。
快照式高光譜成像系統(tǒng)的技術(shù)路線是單次曝光捕獲整個視場的光譜信息，其核心通過空間調(diào)制或像面分割，在單幀圖像中編碼空間與光譜信息，再通過算法重建出三維數(shù)據(jù)立方體。常見的實現(xiàn)方式包括微透鏡陣列+微色散元件、Sagnac干涉儀等。其優(yōu)勢在于瞬時成像，無運動部件，適合動態(tài)過程監(jiān)測，但空間分辨率與光譜分辨率相互制約，數(shù)據(jù)需通過復(fù)雜算法重建，光譜精度通常低于推掃式。三種技術(shù)路線各有優(yōu)劣，需根據(jù)應(yīng)用場景的需求選擇合適的系統(tǒng)。
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