對於同一地區，在同一瞬間提取多個波段攝像的攝影機稱為多譜段攝影機。採用多譜段攝影的目的，是充分利用地物在不同光譜區有不同的反射特徵，來增多獲取目標的信息量，以便提高影像的判讀和識別能力。
基本介紹
- 中文名：多譜段攝影機
- 外文名：multispectral camera
- 目的：提高影像的判讀和識別能力
- 相關概念：多譜段攝影像片
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基本概念
簡介
為多譜段攝影而設計的攝影機的發展，在許多年內已走過三條道路：
(1)多攝影機裝置；
(2)多鏡頭攝影機；
(3)分光攝影機。
多攝影機裝置曾經在三十年代用來攝取三張分色底片—藍、綠、紅底片，以實現彩色航空攝影。稍後，又增加了第四台攝影機來記錄紅外影像。多鏡頭式多譜段攝影機在六十年代初期投入使用。這種攝影機中，每個被攝光譜段都有一個鏡頭和一個濾光片。所有鏡頭都安裝在攝影機的整體機身中。
分光式多譜段攝影機是在七十年代初期發展起來的。藍、綠、紅和紅外四個影像共用一個鏡頭拍攝，但是，利用一個稜鏡系統可以把各個光譜段的影像分離開來。
工作方式
（1）多攝影機裝置
把三台或更多台只有精選鏡頭的攝影機安裝在一個庫架中。各攝影機均經過視軸校準，以便覆蓋同一視場。觸發脈衝送往每台攝影機，通過機電裝置儘可能使各個快門同時開閉。每台攝影機的鏡頭上加一個濾光片，讓需要的光譜段通過。根據各自的“膠片—濾光片”組合，將每台攝影機的快門速度和光圈數調整在適當曝光量上。每台攝影機的暗盒單裝著相應光譜段所要求的膠片。
（2）多鏡頭攝影機
多鏡頭攝影機由四個鏡頭及其相應濾光片組成，安裝在單一機體內。在早期，攝影機暗盒一次只能裝載一種膠片，因此四種影像被記錄在同一張膠片上。後來，暗盒發展成可以裝載兩種膠捲，所以各個影像可以分別記錄在適合本光譜段的膠片上。這類攝影機可以使用影像位移補償暗盒，以改善低空拍攝的影像質量。攝影機使用的快門為以下三種之一：
a. 單縫隙焦平面快門，各個鏡頭的曝光不是同時進行；
b. 多縫隙焦平面快門，每個鏡頭幅面有一個單獨開孔，因此各個幅面同時曝光；
c. 鏡間快門，由同一個脈衝觸發。
每個鏡頭上都使用濾光片，使鏡頭透過需要的光譜段。膠片的光譜靈敏度的差異，可通過調節每個鏡頭的光圈宋修正，以便獲得適當曝光量。
（3）分光攝影機
單鏡頭、四通道多譜段攝影機有一組分光稜鏡·，分別安裝在鏡頭和各個光譜影像的焦面之間。入射光線通過單鏡頭後，由分光稜鏡組按光譜分離開來。該稜鏡組表面塗有寬頻雙色濾光層。由鏡頭投射進來的影像被青色反射鏡所分光，把藍色和綠色影像反射回去，而讓紅色和紅外影像通過。藍、綠影像又被藍色反射鏡分開，而紅和紅外影像則被紅色反射鏡分開。
要求使用四個膠片暗盒，每種光譜影像各自記錄在單獨的膠片上。感光乳劑可以按照光譜靈敏度選擇，可以顯影到膠片速度與每個光譜通道的“鏡頭—稜鏡’’系統光譜透射率相互平衡為止。
多譜段攝影像片
多波段攝影的物理基礎是用與攝影分光光度法大致相同的方法，將被攝地物的輻射反射光能量，分波段地用感光膠片記錄下來，然後套用加色法彩色合成技術，以一定的顏色將被攝地物的輻射反射能量按原來的各波段光能間的相關關係再現出來。光譜段的劃分和選擇直接關係到多波段攝影像片的分析套用。用於多波段攝影的光譜區域為350~900納米。一般多波段攝影的分光方法是：用4個透過不同波段的帶通濾光鏡，並配以光學機械質量一致、符合幾何精度要求的4台同規格性能的鏡箱，就能把與濾光鏡相應波段的地物電磁波的反射能量記錄下來。在攝取普通4波段影像時，選擇藍、綠、紅和近紅外波段的4個濾光鏡，使用的感光膠片是黑自紅外膠片。此稱為“多鏡一片法”多波段攝影。若要把近紅外區和可見光區分開，可使用截止濾光鏡；當要獲得只有某個特定波段的數據時，可採用帶通濾光鏡，取得與各目的相對應的特定波段的影像。例如，國產和進口攝影機組裝的4波段攝影機，藍色波段鏡頭前套0.4~0.6微米的帶通藍（B）濾光鏡，綠色波段鏡頭前套0.5~0.微米的帶通綠（G）濾光鏡，紅色波段鏡頭前套0.6~0.7微米的帶通紅（R）濾光鏡，紅外波段鏡頭前套0.7~0.10微米帶通紅外（IR）濾光鏡，同時曝光成像，經過攝影處理製作後，可分別獲得分色負片和透明正片。
我國已研製出多種多波段攝影機和多波段攝影膠片。近年來，我國還成功地進行了大像幅多波段攝影技術研究。在彩色合成時，變更濾光鏡和分波段黑自負片組合，就可得到與實際天然色不同的各種顏色的彩色像片，例如，在綠光分波段的黑自負片用藍濾光鏡，紅光分波段的黑自負片用綠濾光鏡，近紅外分波段的黑自負片用紅濾光鏡，在合成儀上組合經對光重疊在彩色印像紙上，就可獲得與彩色紅外攝影效果大致相同的假彩色像片。根據套用需要，也可以任取兩個分波段的黑白分色透明正片進行合成。如：
紅外（IR）+紅（R）；紅外（IR）+綠（G）；
紅外（IR）+藍（B）；紅（R）+綠（G）；
紅（R）+藍（B）；綠（G）+藍（B）；
這種形式的合成技術，可實現突出某些地物要素的影像，大大提高分析套用的效果。
