一、應(yīng)用：
采用高光譜成像技術(shù)識別生態(tài)因子，與地面監(jiān)測系統(tǒng)同步觀測，完成從點、到樣方、樣帶、景觀的尺度轉(zhuǎn)換。與傳統(tǒng)的多光譜掃描儀相比，高光譜成像能夠得到上百個波段的連續(xù)圖像，且每個圖像像元都可以提取一條光譜曲線。這種“圖譜合一”的特點，可用于生態(tài)因子的生理生態(tài)觀測。
二、光譜采集方式：
1、葉片級自發(fā)光：通過測量葉片外施光源后的自發(fā)熒光，監(jiān)測其發(fā)生、發(fā)展過程，研究植物的逆境生理。
主要植物脅迫類型及監(jiān)測參數(shù)一覽表
| 植物脅迫類型 | 監(jiān)測參數(shù) |
| 水分脅迫 | C3植物：Y(II)（用于非常早期的水分脅迫）、Fs/Fo & Fs（用于中度水分脅迫）。
C4植物：Y(II)（用于非常早期的水分脅迫，與氣體交換測量相關(guān)性很好）、ETR/A（恒定的比率，熒光儀和光合儀結(jié)合） |
| 熱脅迫 | Y(II)（35oC以上中度熱脅迫，兩秒完成）；
熒光淬滅（35oC以上中度熱脅迫，用時較長）；
Y(II)和A（碳同化）相結(jié)合（光合儀和熒光儀結(jié)合測量） |
| 低溫脅迫 | ETR/CO2同化率；Yield；Fv/Fm；ETR；熒光淬滅及弛豫參數(shù)（NPQ, qN, qP, qL, qE, qT, qI,Y(NPQ), Y(NO).，光響應(yīng)曲線。 |
| 光脅迫 | 熒光淬滅和淬滅弛豫Y(II), q L , Y(NPQ), Y(NO)（用于研究光保護機制）
光響應(yīng)曲線（光強對Y(II)和ETR的影響，利用熒光儀可輕松測量）
Y(II)和Fv/Fm（與碳同化相關(guān)） |
| 凍害脅迫 | Yield；Fv/Fm；ETR；熒光淬滅及弛豫參數(shù)（NPQ, qN, qP, qL, qE, qT, qI,Y(NPQ), Y(NO).） |
| 營養(yǎng)脅迫 | 氮脅迫：CCI（吸收-透射比指數(shù)，非熒光參數(shù)）、熒光比率（F735/F700）、K點熒光值（熒光儀中OJIP協(xié)議，對嚴重氮缺乏敏感）、qP（熒光淬滅參數(shù)，可指示嚴重氮缺乏）和Y(II)
硫脅迫：CCI、Fv/Fm
硼脅迫：Y(II)和ETR
鈣脅迫：Fv/Fm
氯脅迫：Y(II) & ETR , Fv/Fm
鐵脅迫：CCI、Y(II)、K（OJIP）
鈷脅迫：Y(II)
銅脅迫：Y(II)和Fo/F 5min
鎂脅迫：PI ABS
錳脅迫：Fv/Fo
鉬脅迫：CCI
鎳脅迫：ETR
磷脅迫：Fv/Fm、PI ABS
鉀脅迫：Y(II), NPO, 和 qP |
2、反射成像光譜 反射成像光譜采集方式有兩種，一種是便攜式，一種是旋轉(zhuǎn)式。光譜范圍有三種可選：
400-1000nm； 950-1700nm 及 1000-2500nm。
2.1便攜式高光譜成像儀：集高光譜數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和處理結(jié)果可視化于一體， 同時在相機中直接集成了操作控制系統(tǒng)，通過相機自帶的觸摸屏就可實時實現(xiàn)基本數(shù)據(jù)的采集和分析過程，實現(xiàn)智能化操作，克服了市場上高光譜相機操作復(fù)雜、使用不便等缺點。
主要技術(shù)性能指標：
1) 機身小巧輕便，只有1.3kg，實現(xiàn)輕松手持操作；
2) 具備光譜和取景器雙鏡頭
3) 一體式設(shè)計，內(nèi)置自動推掃、數(shù)據(jù)采集處理、操作系統(tǒng)、觸摸屏及操作鍵、GPS等
4) 現(xiàn)場實時快速檢測、全自動智能分析、高質(zhì)量光譜大數(shù)據(jù)
5) 波段范圍400-1000nm，7nm光譜分辨率，204個波段
6) 圖像分辨率512x512像素，像素大小17.58um
7) 視野31度，物距15cm至無窮遠，1m視野55x55cm
8) 數(shù)據(jù)格式：Specim數(shù)據(jù)集，與ENVI等兼容
9) 32GB SD存儲卡，可通過USB輸出
10) 5200mAh鋰電電池
11) 防護級別：IP5x，可選配防護外套
應(yīng)用案例：
Specim公司與德國波恩大學等機構(gòu)合作，利用Specim IQ高光譜成像儀，對作物病害與表型進行了研究分析，并發(fā)表論文“Specim IQ: Evaluation of a New, Miniaturized Handheld Hyperspectral Camera and Its Application for Plant Phenotyping and Disease Detection”(Sensor, 2018)
2.2 旋轉(zhuǎn)式高光譜成像系統(tǒng)：將可見光近紅外（VNIR或NIR）光譜與高分辨率成像相結(jié)合，采用推掃式（pushbroom）成像技術(shù)對運動的樣品或在運動中對靜止的樣品進行逐線全波段光譜采集并同步生成圖像。
獲取樣品化學成分的量化數(shù)據(jù)以及空間分布等詳細信息，圖像中每一像素都記錄了其對應(yīng)樣品點的化學組成、質(zhì)量、顏色等信息的光譜特征，用于對樣品進行定性、定量分析。
特點：
1) 擁有GigE Vision和CameraLink兩種接口選擇，配置軟件開發(fā)包，滿足用戶的多樣化需求
2) 線陣推掃成像方式，在具有高速成像的同時，同一時間獲得目標區(qū)域的所有光譜信息數(shù)據(jù)，保證每一個空間像素的光譜純潔度，為客戶提供更加真實準確的高光譜數(shù)據(jù)
3) 采用高透光率的光學設(shè)計（F/1.7），把相機的聚光能力提升到了一個嶄新的標準，并且只需要一個線光源就可滿足設(shè)備需求
4) 經(jīng)過實驗室統(tǒng)一進行波長標定，保障每臺設(shè)備都可產(chǎn)生相同的可重復(fù)光譜數(shù)據(jù)，方便安裝和替換，無需返廠再次標定
5) 高靈敏度快速光學結(jié)構(gòu)，成像速度快，全譜段采集速度為330行/秒
6) 采集方式靈活，具備多區(qū)域選擇功能（MRO），波段可選，既可選擇采集全部220波段，也可選擇感興趣的任一波段
7) 結(jié)構(gòu)緊湊小巧，操作簡便
8) 高速成像、高信噪比
9) 可選配不同掃描平臺對植物、種子等進行高光譜掃描成像分析，包括旋轉(zhuǎn)式掃描支架、實驗室掃描平臺（有40x20cm和100x50cm兩種規(guī)格）等
主要技術(shù)指標：
| | AZ-10 | AZ-17 |
| 波段范圍 | 400-1000nm | 950-1700nm |
| 波段數(shù)量 | 224 | 224 |
| 光譜分辨率 FWHM | 5.5nm | 8nm |
| 空間分辨率 | 1024像素 | 640像素 |
| 幀頻 | 330 FPS | 670 FPS |
| 視野（FOV） | 38度 | 38度 |
| 光圈 | F/1.7 | F/1.7 |
| 信噪比（SNR） | 600:1 | 1000:1 |
| 端口 | CameraLink/GigE | CameraLink/GigE |
| 尺寸規(guī)格 | 150x85x71mm | 150x85x71 |
| 重量 | 1.26kg | 1.56kg |
植物光合生理遙測系統(tǒng)：由Specim公司與德國Juelich研究中心為歐洲太空局（ESA）地球探測項目（FLEX）研制的Hyplant傳感器，是世界上款商業(yè)化高光譜葉綠素熒光成像儀。
采用夫瑯和費線深度法，可以檢測太陽輻射誘導葉綠素熒光（Sun-induced Fluorescence），用于陸空雙基植物葉綠素熒光高光譜成像測量分析。
微弱的熒光信號在670-780nm這段特定光譜區(qū)間中的兩個氧氣吸收波谷處被探測出。通過運用SPECIM的高透光率(F/1.7)的成像光譜儀以及新型的攝像探測技術(shù)SCMOS，即使快速成像的飛行狀態(tài)中，該系統(tǒng)在擁有超高的光譜采樣精度(0.11nm)和*的成像質(zhì)量的同時，也具有低噪聲，高動態(tài)采集范圍以及的信噪比的優(yōu)點。
因此，這款高光譜成像儀可以在地面或空中對小到一片葉子大到整個生態(tài)系統(tǒng)進行光合作用活性探測，獲取點、面，樣地等不同尺度的植物熒光mapping。
主要技術(shù)指標：
1) 波段范圍：670-780nm
2) 空間分辨率：384/768像素
3) 高透光率，F(xiàn)/1.7
4) 高信噪比，680:1
5) 幀頻：65fps
6) 視野：32.3度，0.5m至無窮遠
7) sCMOS科研級檢測器，快照模式，破耳貼制冷
8) 大小規(guī)格：588x227x160mm，14.2kg（未包括DPU）
短波紅外高光譜成像系統(tǒng)：整合了VNIR至SWIR高光譜成像、自動掃描技術(shù),由高光譜成像儀、自動掃描臺架和數(shù)據(jù)采集處理軟件組成，用于植物表型分析、植物生理生態(tài)學研究、遺傳育種、種子質(zhì)量檢測、中草藥鑒定、食品檢測、動物表型分析等領(lǐng)域。
技術(shù)指標：| | SWIR(nm) |
| 波段范圍 | 1000-2500 |
| 光譜分辨率(FWHM) | 12nm |
| 波段 | 288 |
| 空間分辨率（像素） | 384 |
| 光圈 | F/2.0 |
| 信噪比 | 1050:1 |
| 幀頻(fps) | 450 |
| 重量 | >14kg |
應(yīng)用案例：
Priscila S.R.Aries、Everaldo P. Medeiros等利用近紅外sisuCHEMA高光譜成像分析系統(tǒng)（波段范圍1000-2500nm），對棉花炭疽病等病原進行了研究，論文發(fā)表在2018年J.Spectral Imaging（Near infrared hyperspectral images and pattern recognition techniques used?to identify etiological agents of cotton anthracnose and ramulosis）
Maxleene Sandasi、Alvaro Viljoen等，利用sisuCHEMA高光譜成像分析技術(shù)，對不同品種人參進行了定性分析研究，認為是一種簡單快速非損傷性鑒定檢測技術(shù)。論文發(fā)表在2016年Molecules（The Application of Vibrational Spectroscopy Techniques in the Qualitative Assessment of Material Traded as Ginseng）
Paul J.Williams等利用sisuCHEMA高光譜成像技術(shù)，對鐮刀霉屬生長特性及其品種差異進行了研究，論文發(fā)表在2012年Anal Bioanal Chem.上（Near-infrared (NIR) hyperspectral imaging and m*riate image analysis to study growth characteristics and differences between species and strains of members of the genus Fusarium）。
