高光譜成像儀可以通過透鏡捕獲顏色和光的連續(xù)電磁光譜，并使用棱鏡或衍射光柵等色散元件將其分成不同的光譜長(zhǎng)度。雖然人眼僅包含三種顏色感受器(紅色、綠色和藍(lán)色)，但高光譜相機(jī)可以將電磁波譜分成數(shù)千個(gè)小波段。它分析寬光譜并測(cè)量場(chǎng)景圖像中每個(gè)像素的光譜。這使得高光譜成像成為信息最豐富的遙感數(shù)據(jù)來(lái)源之一。

雖然這項(xiàng)技術(shù)最初是為軍事和太空用途而開發(fā)的，但高光譜成像儀現(xiàn)在正在應(yīng)用于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域。輕型高光譜成像系統(tǒng)安裝在固定翼飛機(jī)或小型無(wú)人機(jī)(無(wú)人駕駛飛行器的簡(jiǎn)稱)上，以收集大面積的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。

通過高光譜成像，可以表征植物和土壤的化學(xué)和生物學(xué)特性。這可以通過分析一系列窄光譜帶的反射特性來(lái)實(shí)現(xiàn)。這些先進(jìn)的檢測(cè)系統(tǒng)很容易檢測(cè)到許多人眼忽略的潛在問題。

高光譜成像儀提供的分析對(duì)象信息豐富，簡(jiǎn)化了生物復(fù)雜性和各種作物參數(shù)的表征。光譜學(xué)可以捕獲各種變化(例如，各種天氣和土壤類型)并解決任何潛在問題。

高光譜系統(tǒng)還可以有效監(jiān)測(cè)農(nóng)作物的健康狀況及其水分和養(yǎng)分水平。它們甚至可以提供進(jìn)入沼澤和山區(qū)等人跡罕至和具有挑戰(zhàn)性的區(qū)域的通道。

基本上，高光譜成像使精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)成為可能，而精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)需要的不僅僅是簡(jiǎn)單的 RGB 數(shù)據(jù)。與傳統(tǒng)方法不同，高光譜成像提供的光譜內(nèi)容甚至能夠檢測(cè)葉綠素的微小色素或樹葉上的微小顏色變化。

此外，許多疾病可以在早期階段借助高光譜成像進(jìn)行檢測(cè)。柑橘枯萎病是一種破壞樹木活力并蔓延到整個(gè)樹林的植物病害，過去已被診斷出來(lái)以防止其升級(jí)。柑橘枯萎病的早期跡象包括葉子表面分泌副產(chǎn)物。最初，人們過去常常爬上樹來(lái)檢查樹葉，但自從高光譜系統(tǒng)問世以來(lái)，可以使用裝有高光譜相機(jī)的無(wú)人機(jī)從農(nóng)作物上方300-400 米處看到這個(gè)問題。

高光譜成像最近也作為一種非破壞性和快速的種子質(zhì)量和安全評(píng)估方法而受到歡迎。它可以幫助檢測(cè)活力、活力、缺陷、疾病、清潔度和種子成分測(cè)定。種子質(zhì)量的評(píng)估在植物育種和生產(chǎn)中至關(guān)重要，高光譜成像有助于許多常規(guī)檢測(cè)任務(wù)。