用于环境监测的高光谱成像

德国于利希研究中心制作的荧光图

高光谱成像在环境监测中发挥着至关重要的作用。它能捕获精细光谱细节，帮助研究人员、科学家和决策者深入评估生态系统、自然资源和环境变化，并基于数据做出明智决策。

大规模环境测绘通常是通过卫星或机载等空中平台进行的，从而对原本难以到达的区域进行远程监控。

当卫星图像提供数十米分辨率的信息时，机载数据可以将其水平提高到 1 厘米。基于无人机的高光谱成像系统甚至可以提供亚厘米级别的数据。这样就能识别其他成像方法可能错过的细微变化和特征。

以下是高光谱成像用于环境监测的一些示例：

一、水质监测

高光谱成像可用于评估叶绿素含量和浊度等水质参数，并检测有害赤潮和污染物。藻类侵扰、农业化学废水的影响以及微塑料也是高光谱成像的典型应用。

高光谱成像可用于监测和预防野火、山体滑坡和洪水等自然灾害。例如，可以通过机载光谱成像来绘制自然界或基础设施中火灾特征材料的存在和分布情况，从而采取预防措施来最大限度地降低火灾风险。

高光谱成像能够识别和跟踪空气、水和土壤中的污染物。矿物基流体和材料在短波红外、中波红外和长波红外范围内具有非常独特的光谱，可用于检测肉眼无法察觉的污染。

在地质和矿物勘探中，高光谱成像可以根据矿物和岩石独特的光谱特征来识别和定位矿物和岩石类型。

高光谱成像有助于分析土壤特性，例如水分含量、矿物质成分和有机质。这些信息对于评估土壤健康、侵蚀潜力和农业适宜性至关重要。

通过监测植被、冰川和其他环境特征的变化，高光谱成像有助于研究生态系统如何应对不断变化的气候条件。

高光谱成像可以准确地对森林、湿地、城市地区和农田等土地覆盖类型进行分类。这些信息对于城市规划、自然资源管理和监测土地利用随时间的变化至关重要。

高光谱成像有助于评估和保护森林健康，以便及早发现病害、虫害和其他应激源。