hyperspektrinen

Hyperspektrinen kuvantaminen on sensori- tai kuvantamismenetelmä, jossa kohteesta tallennetaan valon spektri useilla peräkkäisillä, kapeilla ja useimmiten jatkuvilla spektrikaistoilla. Tuloksena syntyy kolmiulotteinen datapaketti, datakuppi, jossa kaksi ulottuvuutta vastaa tilaa ja kolmas ulottuvuus esittää spektrin intensiteetin kullakin pikselillä. Tämä mahdollistaa materiaalien tunnistamisen ja karakterisoinnin niiden tiheän spektrin perusteella.

Erotus multispektriseen kuvantamiseen on kaistien määrä ja spektrin tarkkuus: hyperspektriset järjestelmät mittaavat satoja tai jopa yli sataa erillistä, kapeaa kaistaa, usein usein kriittisesti jatkuvista spektrialueista. Tyypillisesti ne kattavat VNIR- ja usein SWIR-alueen, noin 400–2500 nanometriä, ja jokainen pikseli sisältää yksilöllisen spektrin. Laitteita voidaan käyttää ilmasta, drooneista sekä avaruudesta, ja ne voivat tallentaa sekä laajaa aluetta että pienikokoisia alueita riippuen järjestelmästä ja taajuusresoluutiosta.

Käyttökohteita ovat muun muassa maatalous ja kasvin terveyden monitorointi, mineraaligeologia ja maaperän kartoitus, ympäristön seuranta sekä vesistöjen laatu ja ekologiset stressitekijät. Hyperspektrinen kuvantaminen tukee myös teollista laadunvalvontaa, kulttuuriperinnön tutkimusta ja sotilaallisia sovelluksia.

Käsittely ja haasteet: kerätty data on suurta ja monimutkaista, mikä vaatii radiometrista kalibrointia, ilmakehän korjausta sekä signaalin erottelua. Tavallisia menetelmiä ovat PCA- tai ICA-pohjaiset dimensioiden reduktio, endmemberinetsintä ja spektrinen sekuntaminen. Haasteina ovat korkea kustannus, datan hallinta sekä spatiotekoisen ja spektrisen informaation integrointi käytäntöön. Hyperspektrinen kuvantaminen jatkaa kehittymistään sekä avaruus- että pienkopteritasoilla, tarjoten yhä tarkemman kuvan materiaalien ominaisuuksista.