成像光谱仪及其应用概述
光谱成像技术的原理及应用
光谱成像技术的原理及应用1. 引言光谱成像技术是一种通过光谱信息来获取物体空间分布情况的技术。
它结合了光谱分析和成像技术，在医学、生物化学、环境科学等领域具有广泛的应用前景。
本文将介绍光谱成像技术的原理，并探讨其在不同领域中的应用。
2. 光谱成像技术的原理光谱成像技术基于物质与电磁波相互作用的原理。
当物体与光线相互作用时，根据物质的特性会产生一定的光谱响应。
光谱成像技术通过获取不同波长范围内的光谱信息，并将其分布成像，从而实现对物体的成像与分析。
3. 光谱成像技术的应用光谱成像技术在多个领域中具有重要的应用价值，下面将介绍其在医学、生物化学和环境科学中的应用。
3.1 医学光谱成像技术在医学领域中的应用主要集中在疾病的诊断与治疗上。
通过光谱成像技术，医生可以获取患者不同部位的光谱信息，并通过分析这些光谱信息，达到对疾病的早期诊断和治疗的目的。
此外，光谱成像技术还可以应用于手术过程中的辅助定位和显微手术中的导航。
3.2 生物化学光谱成像技术在生物化学研究中起到了重要的作用。
生物化学研究需要对不同物质以及它们相互作用的光谱响应进行表征，通过光谱成像技术可以实现对生物样品的高分辨率的光学成像。
这种非侵入性的成像方法可以对生物分子的分布、代谢和相互作用进行研究，为生物化学研究提供了有力的工具。
3.3 环境科学光谱成像技术在环境科学领域中的应用主要体现在环境污染的检测与分析上。
通过对不同地区的光谱信息进行采集和分析，可以实现对环境中污染物的快速检测和定量分析。
这种技术具有高灵敏度、高分辨率和无损分析等特点，对于环境监测具有重要的意义。
4. 结论光谱成像技术作为一种新兴的成像技术，具有广泛的应用前景。
通过对不同领域中的应用进行介绍，我们可以看到光谱成像技术在医学、生物化学和环境科学等领域中的重要作用。
随着技术的不断发展和完善，相信光谱成像技术将会在更多领域中得到应用，为科学研究和工程实践提供更加可靠和高效的方法。
成像光谱技术在农业中的应用研究
成像光谱技术在农业中的应用研究随着社会的发展，农业行业也迈入了一个新的时代，成像光谱技术因其精准、快速、准确的检测手段赢得了广泛的应用。
在传统的农业生产中，常常需要依靠经验和感觉来进行判断，从而对生产产出和质量的影响不可避免地存在着误差。
成像光谱技术的出现极大地提高了农业生产的效率和精度，为农业生产注入了新的动力。
一、成像光谱技术概述成像光谱技术，又称为高光谱成像技术（Hyperspectral Imaging），是将光电子学和光谱学相结合所发展出来的一种新型检测手段。
它通过光谱仪获取物体的高光谱图像，分析反射或发射光源的波长、强度、色度等信息，从而可以对样品进行基于材料光谱特性的快速检测和定量化分析。
成像光谱技术主要有以下几个特点：1. 实时性强：可以实现快速、准确的检测，对于大批量、复杂的样品进行检测时更具优势。
2. 检测非破坏性：通过对样品的成像扫描，避免了传统检测手段中对于样品的损伤或污染。
3. 检测范围广：可用于物种识别、化学成分分析、表面形貌检测等。
二、成像光谱技术在农业中的应用1. 农产品种类鉴别农产品种类鉴别是农产品安全检测的重要环节，成像光谱技术可以在不破坏农产品的情况下，通过分析不同物种的光谱特性，精确地进行鉴定和分类。
例如，通过对苹果和梨进行高光谱成像测试，可以准确地区分两种农产品，从而避免了由于人为原因鉴别不准确而造成的损失。
2. 农产品质量检测成像光谱技术在农产品质量检测中的应用还包括水果熟度检测、农产品污染检测、农产品中有害物质检测等。
例如，对于水稻的质量检测，通过高光谱成像可以直接检测出水稻内部的营养素含量、水分含量及淀粉质含量等，同时还可以检测出水稻中的农药、重金属等有害物质。
3. 地球观测应用成像光谱技术可以通过对植物生长过程的监测，进行对于农业产出的预测和应对自然灾害的预警与应急管理等方面的工作。
例如，美国NASA的“地球观测卫星”中，就装备了高光谱成像仪，可以对农业生产进行实时监测和预测。
光谱成像的原理及应用
光谱成像的原理及应用1. 光谱成像的基本原理光谱成像是一种对物体进行非接触式检测和分析的技术，通过光学系统和光谱仪器的组合，能够同时获得物体的空间信息和光谱信息。
光谱成像技术是将传统光学显微技术与光谱学相结合，通过记录不同波长下物体反射或发射的光谱信息，进一步获取物体的成像信息。
在光谱成像中，主要的光学系统包括光源、目标物体、物镜和分光仪。
光源发出的光经过物镜聚焦到目标物体上，并与物体相互作用，发生反射、散射或透射等过程。
反射、散射或透射后的光再次经过物镜收集，由分光仪进行分光和成像。
光谱成像技术可以基于不同的原理和波段进行划分。
常见的光谱成像方法有可见光成像、近红外光成像、红外光成像等。
不同波段的选择取决于目标物体的特性以及需要研究的参数。
其中，可见光成像是最常用的光谱成像方法之一，其波长范围通常为400~700nm，适用于对生物组织、材料表面等样品的成像研究。
2. 光谱成像的应用领域2.1 医学领域光谱成像技术在医学领域有广泛的应用。
例如，在皮肤科领域，光谱成像可以用于皮肤病的诊断和治疗监测。
通过测量不同波段下皮肤的光反射光谱，可以获取皮肤组织的光学性质信息，如血红素和色素含量，从而判断皮肤病变的类型和程度。
光谱成像技术还可以应用于肿瘤早期诊断，通过观察肿瘤组织的光谱特征，可以提供肿瘤细胞的代谢信息，以及肿瘤血供的情况。
2.2 农业领域光谱成像技术在农业领域被广泛用于农作物的病虫害检测和生长监测。
通过获取植物叶片或果实的光谱图像，可以分析得到植物的光合效率、叶绿素含量、水分含量等信息，以及病虫害引起的植物生理变化。
这些信息对于农业生产的管理和优化具有重要意义，可以帮助农民减少病虫害损失，提高农作物产量和质量。
2.3 环境监测领域光谱成像技术在环境监测领域也有较多的应用。
通过监测大气污染物的光谱特征，可以分析空气中各种污染物的浓度和来源。
此外，利用光谱成像技术还可以对地表水质进行检测和监测，通过测量水中的各种溶解物和悬浮物的光谱特征，可以评估水体的污染程度和水生态系统的健康状况。
光谱分析和成像技术的发展与应用
光谱分析和成像技术的发展与应用光学仪器是现代科学技术中不可或缺的一部分，而光谱分析和成像技术就是光学仪器中的两个重要分支。
它们以其高精度的检测和分析能力，广泛地应用于地质学、气象学、化学、医学等领域。
本文将对光谱分析和成像技术的发展与应用做出简单的介绍。
光谱分析技术是将物体的光谱信号进行处理和分析，用以确定物体的化学成分、结构特征和温度等信息。
近年来，随着分子光谱学、近红外光谱学、表面增强拉曼光谱学等多个分支的不断发展，光谱分析技术已成为现代科学和技术研究中不可或缺的工具。
将光谱分析技术应用于地质勘探领域，人们可以获得地质样品的物理、化学、矿物学特征等信息，这对于矿物勘探和石油勘探有很大的帮助。
在医学领域，光谱分析技术有着广泛的应用，例如通过分析血液中的物质来帮助疾病的诊断和治疗。
此外，在品质控制、混合物分析、催化剂研究等方面，光谱分析技术也发挥了重要的作用。
成像技术是在不接触待测物体的条件下，对物体进行快速扫描和图像的生成。
成像技术不仅可以在军事、安保、人脸识别等方面应用，也可以用于环境监测、工业控制、医学影像等领域。
光学成像技术可分为紫外成像技术、红外成像技术和激光成像技术等多种不同的类型。
红外成像技术利用红外光谱的吸收特性和热辐射的信息，可以对待测物体进行密度、昼夜、温度等方面的检测。
目前，红外成像技术广泛应用于夜视仪、气象探测、建筑体能、医学成像、食品安全检测等领域。
激光成像技术可快速获得待测物体的三维坐标信息，并广泛应用于激光雷达、激光全息照相、激光雕刻等领域。
总之，光谱分析和成像技术在各行各业中有着广泛的应用，既能加速科技进步，同时也让人们更好地解决实际问题。
未来，这两种技术还将继续发展和完善，为更多领域的科学研究和技术创新提供更为丰富的技术支持。
以上就是关于光谱分析和成像技术的发展与应用的简要介绍。
这两种技术的出现，极大的改善了人们的生活和工作，使我们能更好的探索世界。
技术的进步，离不开科研人员的不断努力和创新探索，相信未来这两种技术也会不断的更新和升级，为人类带来更加美好的生活。
成像光谱技术简介
成像光谱技术1.成像光谱技术发展简述光谱技术是指利用光与物质的相互作用研究分子结构及动态特性的学科，即通过获取光的发射、吸收与散射信息可获得与样品相关的化学信息，成像技术则是获取目标的影像信息，研究目标的空间特性信息。
这两个独立的学科在各自的领域里已有数百年的发展历史，但是知道上个世纪六十年代，遥感技术兴起，空间探测和地表探测一时成为科学界研究的热点，人们希望得到的不单纯是目标的影响信息或者目标的光谱信息，而是同时得到影像信息和光谱信息，这一需求极大的导致了成像技术和光谱技术的结合，催生出了成像光谱技术。
所谓光谱成像技术，其本质是充分利用了物质对不同电磁波谱的吸收或辐射特性，在普通的二维空间成像的基础上，增加了一维的光谱信息。
由于地物物质组成的不同，其对应的光谱之间存在差异（即指纹效应），从而可以利用地物目标的光谱进行识别和分类。
光谱成像技术可以在电磁波段的紫外、可见光、近红外和中红外区域，获取许多窄并且光谱连续的图像数据，为每个像元提供一条完整并且连续的光谱曲线。
图1 成像光谱技术示意图图1.1就是成像光谱技术的示意图，成像光谱仪得到一个三维的数据立方体，从每个空间象元都可以提取一条连续的光谱曲线，通过谱线的特征分析，继而用于后续的测探等目的。
2.成像光谱仪的分类成像光谱仪是成像光谱技术发展的必然产物，是可以同时获取影像信息与像元的光谱信息的光学传感器，是成像光谱技术得以实现的实物载体，根据不同的分类标准可以进行多种分类，主要有以下几种：(1)根据成像光谱仪的光谱分辨率不同，可以分为多光谱成像仪(Multispectral Imager, MSI)，高光谱成像仪(Hyperspectral Imager, HSI)，超光谱成像仪(Hyperspectral Imager, USI)。
多光谱成像仪：获得的目标物的波段在3~12之间，光谱分辨率一般在100nm左右，主要用于地带分类等方面。
高光谱成像仪：获得的目标物的波段在100~200之间，光谱分辨率在10nm 左右，被广泛用于遥感中。
HyMap成像光谱仪系统和高光谱数据应用
HyMap成像光谱仪系统及其应用1.HyMap成像光谱仪系统简介HyMap机载成像光谱仪是由澳大利亚集成光电公司(ISPL)研制生产的,投入商业性运营的机载成像光谱仪。
经过近5年的发展，它已成为技术较为完善、系统较为配套的新一代使用型航空高光谱成像仪的代表。
HyMap于1997年开始应用于商业勘探领域，尤其在地质勘探领域特别是矿物填图方面得到了广泛应用。
为了推进成像光谱技术在我国地质找矿中的应用，中国地质调查局于2002年通过租用澳大利亚机载成像光谱仪的方式,开展了新疆东天山地区航空成像光谱飞行、数据获取、数据处理,以及应用研究工作,为澳大利亚机载成像光谱仪引进和成像光谱技术推广应用奠定了基础。
并于2012年通过天津中科遥感信息技术有限公司，与澳大利亚集成光电公司(ISPL)签订了HyMap的购买合同。
图1 HyMap成像光谱仪及其获取的影像2.HyMap成像光谱仪系统的主要组成HyMap成像光谱仪系统主要有硬件和软件系统组成，其中硬件系统包括：HyMap-C主机，由4个探测器组织,每个探测器有32个通道；以及备用探测器 集成稳定平台（GSM3000）POS（IMU/DGPS）系统主机和稳定平台之间的PAV30的适配环定标设备电子部件和备用电子设备控制部件、数据传输与存储等部件、存储介质（SSD硬盘）软件系统包括：飞行管理系统数据预处理及几何校正软件无缝拼接软件大气校正，光谱重建和矿物提取软件3.HyMap成像光谱仪的成像模式HyMap的分光器件为色散型成像光谱仪，其扫描方式为光机旋转式。
光栅色散型成像光谱仪其原理为：入射狭缝位于准直系统的前焦面上，入射的辐射经准直光学系统准直后，经棱镜和光栅狭缝色散后由成像光谱系统将光能按波长顺序成像在探测器的不同位置上。
具有一个成45°斜面的扫描镜，在电机的带动下进行360°旋转，其旋转水平轴与遥感平台前进方向平行。
线阵列探测器用于探测任一瞬时视场内目标点的光谱分布。
光电子学中的光谱仪和成像技术
光电子学中的光谱仪和成像技术光电子学是一门研究光的电磁波特性及其与物质相互作用的学科，近年来受到了广泛关注和发展。
光谱仪和成像技术是光电子学中的两个重要分支，它们可以帮助我们深入了解光的本质和光与物质的相互作用，为我们研究和应用光电子技术提供了重要的手段。
一、光谱仪光谱仪是一种用来分析光波谱的仪器，可以将光分解成其不同波长的成分进行研究和测量。
光谱仪广泛应用于光学、物理、化学、生物学等领域，在这些领域中，我们可以通过光谱仪来进行各种性质的分析和测试，例如物质的成分、结构、光学性质等等。
光谱仪的基本工作原理是将光线通过一个小孔或透镜聚集到光栅或小孔板上，然后通过一个检测器将不同波长的光线分离出来。
光谱仪可以分为吸收光谱仪和发射光谱仪两种类型。
在吸收光谱仪中，光通过被测物质时，会被物质吸收，形成一个独特的光谱，我们可以通过这个光谱来分析物质的成分和浓度。
而在发射光谱仪中，物质被激发后会发射出一种特定的光谱，我们可以通过检测这个光谱来分析物质的性质和特点。
二、成像技术成像技术是将物体的信息通过光学传感器捕捉并转换成数字信号，然后通过计算机图像处理的方式，呈现出一幅清晰的图像或视频。
成像技术广泛应用于医学、军事、工业、卫星导航等领域，在这些领域中，我们可以通过成像技术来实时监测和观察物体的运动、形态、表面特征等等。
现代成像技术包括了很多种类，例如光电器件成像、红外成像、热像仪等。
其中最常见的是光电器件成像技术，它是利用光电转换原理将光信号转换为电信号，然后再通过信号处理技术来实现图像的呈现。
现代的光电器件成像技术包括了CCD（Charge-coupled_device）、CMOS（Complementary_Metal_Oxide_Semiconductor）等技术，具有高灵敏度、低噪声、高分辨率等优点。
三、光谱仪和成像技术在现代社会中的应用光谱仪和成像技术在现代社会中的应用非常广泛，下面我们就来看一下它们在各个领域中的应用。
光谱成像的原理与应用
光谱成像的原理与应用1. 引言光谱成像是一种常见的研究光学现象和物质特性的方法。
它利用光的波长和强度信息，对物体进行高精度的成像和分析。
本文将介绍光谱成像的原理和应用。
2. 光谱成像的原理光谱成像是通过采集被测物体反射、透射或发射的光信号进行图像重建。
主要包括以下步骤：2.1 光源选择选择适当的光源对于光谱成像是非常重要的。
常用的光源有白光源、氙灯、激光器等。
每种光源的特点不同，在不同的应用场景下会有不同的选择。
2.2 光谱分离将入射光线分解成不同波长的光谱是光谱成像的基础。
常见的光谱分离技术有光栅、棱镜、光学干涉、光纤等。
这些技术可以将光谱分离并定位到相应的像素点上。
2.3 光谱检测光谱检测是获取光谱信息的关键步骤。
常见的光谱检测器有面阵CCD、光电二极管（PD）、光电倍增管（PMT）等。
不同的光谱检测器有着不同的特性，适用于不同的光谱成像应用。
2.4 数据处理通过对获取到的光谱数据进行处理，可以得到图像信息。
常用的数据处理方法包括反射率的计算、信号噪声的去除、图像重建等。
这些处理方法可以提高图像的质量和准确度。
3. 光谱成像的应用光谱成像在许多领域都有广泛的应用。
以下是一些常见的应用领域和具体案例：3.1 生物医学光谱成像在生物医学领域有着广泛的应用。
例如，在癌症检测中，光谱成像可以提供有关病变组织的信息，帮助医生进行诊断和治疗。
此外，光谱成像还可以用于药物研发、细胞分析等方面。
3.2 材料科学光谱成像在材料科学中也有着重要的应用。
例如，通过光谱成像，可以对材料的化学组成、结构和表面形态进行分析和研究。
这对于新材料的开发和应用具有重要意义。
3.3 食品安全光谱成像可以在食品安全方面发挥重要作用。
例如，通过对食品的光谱进行分析，可以检测食品中的残留农药、重金属等有害物质。
这有助于保障食品的质量和安全。
3.4 环境监测光谱成像可以在环境监测领域中应用。
例如，通过光谱成像，可以对水体、大气等环境进行监测和评估。
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成像光谱仪简介及其应用概述成像光谱仪：将成像技术和光谱技术结合在一起，在探测物体空间特征的同时并对每个空间像元色散形成几十个到上百个波段带宽为10nm左右的连续光谱覆盖。
它以高光谱分辨率获取景物或目标的高光谱图像。
在陆地、大气、海洋等领域的研究观测中有广泛的应用。
成像光谱仪–概述成像光谱仪是20世纪80年代开始在多光谱遥感成像技术的基础上发展起来的，它以高光谱分辨率获取景物或目标的高光谱图像，在航空、航天器上进行陆地、大气、海洋等观测中有广泛的应用，高成像光谱仪可以应用在地物精确分类、地物识别、地物特征信息的提取。
建立目标的高光谱遥感信息处理和定量化分析模型后，可提高高光谱数据处理的自动化和智能化水平.。
由于成像光谱仪高光谱分辨率的巨大优势，在空间对地观测的同时获取众多连续波段的地物光谱图像，达到从空间直接识别地球表面物质的目的，成为遥感领域的一大热点，正在成为当代空间对地观测的主要技术手段。
地面上采用成像光谱仪也取得了很大的成果，如科学研究、工农林业环境保护等方面。
成像光谱仪主要性能参数是：（1）噪声等效反射率差（NE∆p），体现为信噪比（SNR）；（2）瞬时视场角（IFOV），体现为地面分辨率；（3）光谱分辨率，直观地表现为波段多少和波段谱宽。
高光谱分辨率遥感信息分析处理，集中于光谱维上进行图象信息的展开和定量分析，其图象处理模式的关键技术有：⑴超多维光谱图象信息的显示，如图像立方体（见图一）的生成；⑵光谱重建，即成像光谱数据的定标、定量化和大气纠正模型与算法，依此实现成像光谱信息的图象-光谱转换；⑶光谱编码，尤其指光谱吸收位置、深度、对称性等光谱特征参数的算法；⑷基于光谱数据库的地物光谱匹配识别算法；⑸混合光谱分解模型；⑹基于光谱模型的地表生物物理化学过程与参数的识别和反演算法。
高光谱分辨率成像光谱遥感起源于地质矿物识别填图研究，逐渐扩展为植被生态、海洋海岸水色、冰雪、土壤以及大气的研究中。
成像光谱仪的基本原理1、系统工作原理与结构：高成像光谱仪将成像技术和光谱技术结合在一起，在探测物体空间特征的同时并对每个空间像元色散形成几十个到上百个波段带宽为10nm左右(目前美国产SOC730成像光谱仪的带宽已达到2nm)的连续光谱覆盖。
根据成像光谱仪的扫描方式，其工作原理也不尽相同，作为光学成像仪成像的一个例子，这里简述一下焦平面探测器推扫成像原理。
1．1、系统工作原理：焦平面探测器推扫成像原理，地面物体的反射光通过物镜成像在狭缝平面，狭缝作为光栏使穿轨方向地面物体条带的像通过，挡掉其他部分光。
地面目标物的辐射能通过指向镜，由物镜收集并通过狭缝增强准直照射到色散元件上，经色散元件在垂直条带方向按光谱色散，用会聚镜会聚成像在传感器使用的二维CCD面阵列探测元件被分布在光谱仪的焦平面上。
焦平面的水平方向平行于狭缝，称空间维，每一行水平光敏元上是地物条带一个光谱波段的像；焦平面的垂直方向是色散方向，称光谱维，每一列光敏元上是地物条带一个空间采样视场(像元)光谱色散的像。
这样，面阵探测器每帧图像数据就是一个穿轨方向地物条带的光谱数据，连续记录光谱图像，就得到地面二维图像。
1．2、成像光谱仪数据获取系统构成：成像光谱仪由光学系统、信号前端处理盒、数据采集记录系统三部分组成。
数据的回放及预处理通过专用软件在高性能的微机上完成。
软件具有如下功能：数据备份；快速回放；数据规整和格式转换；图像分割截取；标准格式的图像数据生成等。
图二：一种内置扫描装置的成像光谱仪SOC710 Hyperspectral Imager成像光谱仪的应用成像光谱仪的应用范围遍及化学、物理学、生物学、医学等多个领域。
目前，成像光谱仪在土地利用、农作物生长、分类，病虫害检测，海洋水色测量，城市规划、石油勘探、地芯地貌及军事目标识别等方面都有着很广泛和深远的应用前景。
可见光近红外光谱范围超成像光谱仪最广阔的应用领域为植被和海洋；植被的反射光谱特征主要取决于叶片中的叶绿素含量和成份，正常生长的植物有典型的光谱形状；当生长不良、病虫害、地下金属矿物诱导病变等因素会引起反射强度比例变化和吸收光谱特征的微小位移，这种位移的观测要求超成像光谱仪具有优于5nm的光谱分辨率和100以上的信噪比。
在光波范围能够观测水下状况的只有可见光，其中穿透性最好的波长范围为0．45～0．60μm(蓝光至黄光)，亦被称为“海洋窗口”。
可见光超成像光谱仪可以观测海洋中沉积性悬浮物、浮游生物、叶绿素的分布等海况，但是获取海洋表层中悬浮体物质在质量和数量方面的信息时，不仅需要高光谱分辨率，而且要很高的辐射灵敏度(信噪比500以上)。
2．1在农林业上的应用在农林业上的应用很多，如农作物长势分析、作物类别鉴定、病虫害防治分析、产量评估、林业资源调查、伐林造林、森林草场调查、土地沙化、土壤侵蚀等。
2．1．1、在农业、林业中的应用：高成像光谱仪可以用来研究品种因素对小麦品质的影响程度以及品种因素与品质指标之间的相关性，还可以得出环境条件下籽粒的白质含量与湿面筋含量、沉降值、吸水率、形成时间和稳定时间之间存在的相关性，并利用不同品种、不同肥水条件下的作物关键生育时期的生化参量与光谱指数进行分析，预测预报籽粒品质。
2005年6月12日我国首次利用地物光谱仪高空监测小麦条锈病5。
在位于昌平小汤山的“国家精准农业研究示范基地”小麦实验田，国家自然科学基金项目研究的“基于3S技术的小麦条锈病监测预警”采用热气球进行近地遥感监测小麦条锈病初步获得成功，这在我国尚属首次。
这项研究以小麦条锈病为对象，根据全球定位系统(GPS)的精确定位，利用地理信息系统(GIs)研究其大区流行规律，利用遥感(Rs)技术探索其实时监测新途径(合称3S技术)，期望最终构建基于网络的小麦条锈病监测预警信息系统，这项成果将为政府部门制订小麦条锈病防治决策方案提供科学依据，也为信息技术在植物病害研究中的应用提供新的方法借鉴。
项目研究的成功将会促进我国重大农作物病害监测与预警系统的规范化和实用化，实现病害大流行早知道，保障粮食生产，增加农民收入，缩小我国植物病害监测预警技术与国际前沿水平的差距。
2．1．2、农业作物长势监测：主要利用红外波段和近红外波段的遥感信息，得到的植被指数(NDVI)与作物的叶面积指数和生物量正相关5。
利用NDVI过程曲线，特别是后期的变化速率预测冬小麦产量的效果很好，精度较高。
在农业应用中，通过高空间和高光谱分辨率的航空与航天遥感，来及时(平均2天～3天一次)地提供农作物长势、水肥状况和病虫害情况，称之为“征兆图”(Symptom Maps)，供诊断、决策和估产等使用。
为了实时地获取数据，需要反复利用航空遥感或利用各个小卫星建立全球数据采集网。
高光谱遥感与精准农业研究的基础问题还有待解决，如环境胁迫作用下的遥感机理和遥感标志研究，遥感与GIS的集成对作物胁迫作用的诊断理论以及作物生长环境和收获产量实际分布的空间差异性机理和环境胁迫作用与产量形成的遥感定量关系。
为了解决上面的理论和应用问题，需要抓住高光谱、高分辨率、雷达遥感等技术手段和“三S”集成技术等关键技术。
对植被的叶面积指数、生物量、全氮量、全磷量等生物物理参数进行分析和估算。
在精准农业研究中，高光谱遥感具有广阔的应用前景。
比如可以从遥感数据中提取生物物理和生物化学的参数，就是用高空的高光谱遥感数据对一些重要的生物和农学参数的反演。
这种研究可以用来研究生态系统过程，如光合作用、C、N循环等，也可以用来对生态系统进行描述和模拟。
最具潜力和效益的应用前景就是研究作物的光谱特征农学遥感机理，将其应用于遥感估产，做到对农作物生长势的动态监测、病虫害的早期诊断和产量的早期预报。
可以用于农业自然灾害(水、旱、火、虫、病等)的遥感实时动态监测和损失评估，主要农作物的长势、播种面积的监测和产量预报以及草地估产、草畜平衡估算，进行农业自然资源与环境的动态监测与评估，进行全国耕地变化的遥感动态监测。
2．2、环境监测：环境监测主要应用在1．石化工业：如对油品、塑料、添加剂、催化剂等中的元素分析等，还可对其有害元素含量是否超标进行分析监测；2．生态环保：污水或水中有害金属分析，植物中残余无机元素的分析；3．建筑、建材工业：结合城市地物和人工目标的检识等，对水泥、玻璃及耐火材料分析。
2．3、自然灾害和灾情评估：目前我国在加紧研制的环境灾害监测卫星，计划在2005年前研制出由两个光学卫星和一个雷达卫星组成的小卫星星座。
在2010年前研制出由四个光学卫星和4个雷达卫星组成的小卫星星座，开展对环境和灾害全天时、全天候的监测。
自然灾害监测和灾情评估可以包括很多种，如洪涝、干旱、雪灾、森林大火、地震、海洋状况等。
赤潮是指海洋微藻、细菌和原生动物在海水中过度增殖或聚集致使海水变色的一种现象。
随着经济发展，沿海富营养化加剧，近年来赤潮的频繁发生和规模的不断扩大，破坏了渔业资源和海产养殖业，赤潮毒素也严重威胁着人类的生命安全。
2002年我国海域共发现赤潮79次，累计面积超过10，000平方公里，直接经济损失2300万元。
利用机载高成像光谱仪，获得了赤潮爆发现场8G高光谱数据。
通过海监船的现场取样和事后数据分析，上海技物所高成像光谱仪利用赤潮种类鉴别软件，数据质量良好，很好地反映了赤潮光谱特性。
所以，利用高成像光谱仪获得的数据，可以迅速对赤潮做出反应，有利于赤潮的及早发现、分类、控制和治理，从而减小赤潮的危害。
2．4、海洋资源普查：利用成像光谱仪可获得海陆相互作用区域的高分辨率图像，可以兼顾海洋和陆地的需求，目前高成像光谱仪已经应用于我国海岸带重点地区(黄河口、长江口和珠江口)的资源和植被调查、海岸带动态监测，以及海岸带变迁的长期研究。
叶绿素分布是与海洋初级生产力、海水富营养化、赤潮等密切相关的指标，同时，也是研究全球气候变化的重要依据。
目前利用高成像光谱仪已能够较准确地确定大洋和远海的叶绿素分布，但近岸水体的叶绿素分布的反演精度还需进一步提高。
除了以上实际应用外，目前高成像光谱仪在自然科学的大部分领域起着主要的作用。
随着面阵探测器阵列制造技术的进一步提高，一些新型的成像光谱技术得到了应用，具有这些技术的光谱仪更具有可靠性和稳定性的特点，并且体积小、重量轻、光谱分辨率高、实时性更好、光谱范围更宽（如美国产的SOC710成像光谱仪，其光谱分辨率小于5nm，重量仅3kg，不需要配备云台，非常方便野外使用，见图二）。
这种成像光谱仪将会成为新一代成像光谱仪的代表，科学研究人员也会对此类光谱仪投入更多的关注而使其得到更广泛的应用。
（本节完）。