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近年來高光譜圖像在軍事和工農業生產的應用越來越廣泛，下面是一些高光譜圖像的應用場景。
1、 高光譜目標探測和識別在軍事領域的應用
高光譜探測和識別技術在軍事領域具有極為廣闊的應用前景。目前，基于高光譜數據的目標探測及精準識別技術已在多個國家制定了實用可靠的發展計劃。美國作為高光譜遙感大國和軍事強國，在高光譜遙感技術制備方面一直處于國際領先地位，其HMD（Hyperspectral Mine Detection，高光譜地雷探測）計劃、HRST（Hyperspectral Remote Sensing Technology，高光譜遙感技術）計劃和 Dark Horse計劃均對高光譜探測識別開展了研究。此外，以色列科學家利用高光譜成像光譜儀在特拉維夫市進行研究，通過圖像選擇典型的地物作為端元數據，實施可靠的戰場詳細偵察。在軍事目標偵察、識別偽裝方面，高光譜遙感能夠依據背景與偽裝目標不同的光譜特性發現軍事裝備，通過光譜特征曲線可反演出目標的組成成分，從而揭露與背景環境不同的目標及其偽裝。
身著迷彩服軍人藏在叢林里
在軍事作戰環境下，對綠色偽裝材料的檢測是偽裝檢測過程中的重要環節，基于高光譜圖像開展偽裝檢測可以利用植物的紅邊效應（植被在680~720nm波段范圍反射率升高），通過檢測其位置和斜率的特征就可以識別植被的種類和狀態；而現有綠色偽裝材料的光譜曲線大體上可以與植被相吻合，但是在高光譜細微的分辨能力下，經過偽裝的目標也無所遁形。現有研究表明，以植被的紅邊作為基本識別特征，高光譜圖像的偽裝目標識別準確率達到了99%。
2、 高光譜分析、反演及分類在農業領域的應用
高光譜遙感技術的出現，開拓了遙感信息定量獲取的新領域，已經逐漸成為農業遙感應用中重要、前沿的技術手段之一。在農業遙感應用中，高光譜圖像主要應用在農作物長勢狀況監測、農作物脅迫情況監測、農作物產量初級估算、植被覆蓋率監測以及農產品的無損監測等方面，為精準農業及農業管理提供服務支持。
高光譜谷物識別分類
目前，高光譜遙感技術在農業遙感應用中取得了極大進展，開展了豐富的相關應用導向研究。高光譜技術憑借其在光譜分辨率中的優勢為精細化農業的發展提供了技術保障，在獲取農作物信息、增加農作物產量、改善農作物品質、預防農作物災害、保護農業資源以及降低農產品投入成本等方面中發揮著重要的作用，為農業和其他相關部門的決策提供可靠的依據。今后，隨著在傳感科技不斷發展，高光譜遙感在農業方面的應用將更多地實現理論向集成業務化的轉變，基于高光譜科技傳感的農學服務體系將成為主要發展方向。
3、 高光譜在地質勘測及調查中的應用
地面區域的地質制圖以及礦產資源勘測等是高光譜技術的長期應用領域，也是將高光譜技術服務于實際應用的典型成功案例。伴隨高光譜傳感科學的發展，高光譜遙感被廣泛應用于地質、資源以及環境調查中，在礦產資源精細識別、填圖、勘測、生態恢復及評估等方面發揮了重要作用。
南金灘金礦床高光譜遙感構造解譯圖
受到復合因素影響，地面物質與周圍環境往往會產生土質的板結與疏松、含水量多與少以及地表紋理分布不均勻等現象，或者會包含礦物密度、微地貌和形狀特征的差異，這些差異會影響目標物質對太陽輻射光譜的吸收特性，進而引起表層地物波譜特征的微弱變化。礦物光譜研究表明，巖石礦物在0.4~2.5um波段之間具有一系列可診斷性光譜特征信息，而且這些特征的帶寬多在10~20nm之間，不同物質組分在電磁波譜上顯示的診斷性光譜特征結合其外觀紋理可以幫助人們實現物質鑒別。
4、 高光譜在生物醫學領域的應用
高光譜成像技術在生物醫學領域也具備極大的應用潛力。在生物醫學應用領域，基于高光譜圖像的非接觸、非破壞性診斷技術是一項新興技術，且作為一種診斷和評估預后的非侵入性方法，具備廣泛的潛在可用性。在特定波長下，不同病理組織的化學組成和物理特征有著不同的反射率、吸收度以及電磁能量，表現為特征光譜峰的差異。
通過分析這些光譜信號，可以實現組織狀態信息的定性或定量檢測，并根據高光譜圖像提供的空間分布信息，實現組織不同病態的可視化，從而診斷組織疾病狀態。在醫療領域，高光譜圖像越來越多地應用于疾病檢測、體外診斷和手術指導中，在多類型癌癥診斷、心臟和循環系統病理學早期篩查與跟蹤、人喉黏膜變化監測以及視網膜病變排查等方面，也成功獲得了廣泛的應用。
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