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高光谱相机全解析：技术分类、主流品牌与选型指南

news 2026/7/2 5:16:35

人眼看到的是红绿蓝（RGB）三原色混合而成的彩色世界，而高光谱相机则像一位“光谱侦探”，能将可见光与不可见光精细地划分为成百上千个连续的窄波段。它采集到的并非一张简单的图像，而是一个包含二维空间信息（x, y）和一维光谱信息（λ）的“数据立方体”。通过分析这个立方体，我们能获取目标物独一无二的“光谱指纹”，从而在遥感监测、工业质检、精准农业、医疗诊断等领域，完成普通相机无法企及的精准识别与分析任务。

一、核心技术路线：从成像方式看分类

推扫式 (Pushbroom )：一次获取目标上一整条线的全部光谱信息。通过相机与目标的相对运动（如传送带移动或无人机飞行）扫描整个场景。

优点：光谱分辨率高，成像速度较快，是目前应用最广的类型。

缺点：需要相对运动，不适合静止场景的快照式拍摄。

应用：工业在线检测、水果分选、无人机遥感等。

凝视式 (Staring)：一次获取整个二维空间目标在一个特定波长下的图像。通过连续改变波长，获得完整的光谱数据。

优点：空间分辨率高。

缺点：获取完整数据立方体速度慢。

应用：对静止目标进行高光谱分辨率分析。

快照式 (Snapshot)：一次曝光即可获取整个目标的二维空间信息和完整光谱信息。

优点：成像速度极快，可捕捉动态目标。

缺点：光谱分辨率和空间分辨率通常有限。

应用：高速运动物体监测、实时视频级高光谱成像。

二、核心分光原理：如何“拆分”光线

除了成像方式，如何将混合光精确地“拆分”成不同波长的单色光，是另一项核心技术。

色散型（光栅/棱镜）：这是应用最广泛的技术，通过光栅或棱镜将光按波长色散开来。它技术成熟、性价比高，多数推扫式相机都基于此原理。
干涉型（傅里叶变换型）：通过测量干涉图并利用数学变换反演光谱，能获得极高的光谱分辨率和光通量，但成本也相当昂贵。
滤光片型：使用可调谐滤光片或阵列式滤光片，仅让特定波长的光通过。其结构紧凑、无移动部件，常用于快照式和凝视式相机。

三、全球市场格局：国际巨头与国内力量

目前，高光谱相机市场呈现国际品牌引领技术、国内厂商迅速崛起并主打性价比的格局。

在国际品牌中，芬兰的Specim（其FX系列）和美国的Resonon（Pika系列）、Headwall（Nano-Hyperspec系列）等，凭借深厚的技术积累和卓越的稳定性，被公认为行业标杆，广泛用于高端科研和遥感领域。

与此同时，中国本土品牌发展势头强劲。

中达瑞和是其中的代表性企业之一。集分光芯片研制、光谱产品开发、解决方案实现、行业应用服务为一体的国家高新、“专精特新”企业。中达瑞和目前已是国内唯一一家同时掌握并提供凝视式、推扫式、光计算重构三种高光谱成像技术路线的产品公司和端到端解决方案提供商。其产品已服务于国内200多所科研院所、高校及行业用户，在科学研究、精准农业、生态环境、资源勘探、工业检测、生物医学、智能探测、食品安全等领域得到广泛应用。