王绪泉助理教授关于可见-短波红外跨谱段高光谱成像应用进展的综述发表于《科学通报》
高光谱成像能够同步获取目标的空间信息与光谱信息,是实现目标精细识别与无损成分分析的重要技术手段,在空天遥感、农业监测、食品检测、工业分选等领域具有广泛应用。传统高光谱成像系统通常面向特定谱段进行设计,对复杂目标的多维光谱信息获取能力有限。可见-短波红外(VIS-SWIR)跨谱段高光谱成像通过协同获取可见光、近红外和短波红外信息,将色素吸收、结构散射、水分状态及矿物成分等不同光谱响应特征纳入统一观测框架,为目标精细识别、物质成分分析及状态监测提供更加丰富的信息维度。
近日,同济大学精密光学工程技术研究所王绪泉助理教授及所在团队系统梳理了可见-短波红外跨谱段高光谱成像技术的发展现状及应用进展。相关综述以《可见-短波红外跨谱段高光谱成像技术及应用进展》为题,发表于中科院一区TOP期刊《科学通报》。
该综述围绕可见-短波红外跨谱段高光谱成像的技术发展与应用需求,从系统架构、关键器件和典型应用等方面展开系统总结,重点梳理了星载、机载及地面近距离平台的代表性应用,分析了不同技术路线与应用场景之间的适配关系,系统呈现了可见-短波红外跨谱段高光谱成像领域的研究进展与发展趋势。
图 1 可见-短波红外波段范围内的主要光谱响应特征示意图
在系统架构方面,文章比较了组合式、共光路分束式和单探测器跨谱段成像三种典型技术路线,系统梳理了宽谱响应探测器、跨谱段分光元件及计算型光谱成像等关键技术的发展进展,并从光谱覆盖范围、系统集成度和小型化能力等方面分析了不同技术路线的特点与适用场景,为跨谱段高光谱成像系统的方案设计与技术选型提供参考。
图 2 可见-短波红外跨谱段高光谱成像的典型应用
在应用方面,文章按照星载、机载和地面近距离三类平台,对跨谱段高光谱成像在农业与植被监测、土壤属性反演、矿物识别、食品检测、工业材料分选及文化遗产保护等领域的应用进展进行了系统总结,并结合不同平台的观测尺度、应用环境和任务特点,分析了可见光—短波红外互补光谱信息在目标识别、物质分类及成分分析中的应用价值。
该综述从技术架构、关键器件到典型应用,对可见-短波红外跨谱段高光谱成像的发展脉络进行了系统梳理,为相关领域的技术研究与工程应用提供了参考,也为面向多场景、多任务的宽谱段高光谱成像系统发展提供了思路。同济大学精密光学工程技术研究所王绪泉、邢裕杰为论文共同通讯作者,闫大鹏、马志远为论文共同第一作者。工作获国家自然科学基金(62305250)资助。
论文链接:https://doi.org/10.1360/CSB-2026-0568
DOI: 10.1360/CSB-2026-0568