1. 先說說采集范圍與空間分辨率的區(qū)別？

空間分辨率：一個(gè)像素代表地面上多細(xì)的尺寸（比如3 cm × 3 cm），回答的是 “看得多清”。

采集范圍：整幅圖像總共覆蓋了地面多寬的區(qū)域（比如60 m寬），回答的是 “看得多廣”。

一個(gè)像用放大鏡看地圖——放大倍數(shù)越高，細(xì)節(jié)越清楚，但看到的區(qū)域越小；另一個(gè)像退后幾步看全景——細(xì)節(jié)模糊了，但整片地形盡收眼底。

今天，我們就專門聊聊高光譜相機(jī)的采集范圍（也叫幅寬），它怎么算、由誰決定，以及為什么不是越大越好。

2. 采集范圍怎么算？

對于最常見的推掃式高光譜相機(jī)（一行探測器像推掃帚一樣掃描成像）：

采集范圍（地面幅寬）=空間分辨率×一行有多少個(gè)像素

例如：
空間分辨率=每個(gè)像素覆蓋地面3cm
一行像素?cái)?shù)量=2000個(gè)
那么采集范圍=3cm×2000=6000cm=60m

如果相機(jī)裝在無人機(jī)上，一次飛行掃過一條寬60米的帶，這個(gè)60米就是它的采集范圍。

3. 哪些因素決定采集范圍？

采集范圍并不單由相機(jī)本身決定，而是系統(tǒng)組合的結(jié)果，主要受四個(gè)方面影響：

l 像元尺寸與像素?cái)?shù)量
探測器上一行有多少個(gè)像元（比如2000、4000個(gè)），直接乘以空間分辨率就是幅寬。像元越多，幅寬可能越寬。

l 鏡頭焦距
焦距越短，視場角越大，同樣的拍攝距離下能覆蓋更寬的地面。長焦鏡頭會(huì)收窄采集范圍，但能看得更遠(yuǎn)更細(xì)。

l 拍攝距離（飛行高度）
飛得越高，地面覆蓋越寬，但同時(shí)單個(gè)像素對應(yīng)的地面尺寸（空間分辨率）也會(huì)變大。所以想擴(kuò)大采集范圍，有時(shí)要犧牲分辨率。

l 掃描方式
推掃式相機(jī)一次掃一條帶，采集范圍就是帶的寬度。擺掃式（比如畫幅式掃描）可能一次獲取二維面陣圖像，采集范圍就是一個(gè)面狀區(qū)域。

4. 采集范圍大就一定好嗎？

不一定，它需要在“看得廣”和“看得清”之間找平衡。

如果想一次掃描大面積農(nóng)田、巡檢長距離管道，大的采集范圍效率高。

但如果既要大范圍、又要很高的空間分辨率，那就需要探測器有很多的像素（比如一行上萬像素），或者用多臺(tái)相機(jī)拼接，這都會(huì)讓系統(tǒng)變得復(fù)雜和昂貴。

通常，高光譜相機(jī)的采集范圍從幾十米（無人機(jī)）到幾公里（衛(wèi)星）都有可能，全看任務(wù)怎么設(shè)計(jì)。

5. 一句話收尾

采集范圍=空間分辨率×像素?cái)?shù)，它由焦距、高度、探測器共同決定，并且永遠(yuǎn)與“看得清”相互制約。

下次你看到一張高光譜圖像，不妨先問兩個(gè)問題：它覆蓋了多寬的地面？每個(gè)像素代表多小的一塊地？ 答案出來，你對這套系統(tǒng)的能力也就心中有數(shù)了。

看得廣，未必看得清；看得清，未必看得廣。高光譜的智慧，從來是在兩者間找到那個(gè)“剛剛好”的平衡點(diǎn)。