I sensori iperspettrali sono dispositivi che registrano immagini utilizzando un’ampia porzione dello spettro elettromagnetico. Questi sensori catturano un’immagine in una serie di sezioni o bande spettrali, ciascuna delle quali rappresenta una porzione dello spettro. Queste bande spettrali vengono quindi combinate per formare un’immagine composita tridimensionale. Le immagini risultanti o cubi iperspettrali consentono un’analisi definitiva e profonda dello strato dei materiali o dei minerali che compongono l’area scansionata. L’imaging iperspettrale è un prezioso strumento diagnostico nei campi della fisica, dell’agricoltura, della sorveglianza e della mineralogia.
Gli esseri umani possono discernere le immagini solo nella porzione di luce visibile dello spettro elettromagnetico. Diverse creature in natura come il gambero mantide possono “vedere” gli oggetti in una gamma molto più ampia, compresa la luce ultravioletta e infrarossa. I sensori iperspettrali hanno le stesse ampie caratteristiche di sensibilità spettrale e rilevano lunghezze d’onda della luce riflessa invisibili all’occhio umano. Le apparecchiature di imaging iperspettrale registrano queste immagini in fette o bande spettrali definite dalla lunghezza d’onda. Diversi materiali e minerali riflettono lunghezze d’onda della luce separate in un modo unico, consentendo così all’apparecchiatura di costruire un’immagine di sezione trasversale compositiva accurata di qualsiasi oggetto.
Le “firme” spettrali della maggior parte dei materiali sono fattori noti che facilitano l’identificazione delle informazioni catturate dal sensore. Questo può accelerare notevolmente il processo di esplorazione durante la ricerca di minerali e petrolio. I sensori iperspettrali in questo tipo di esplorazione sono tipicamente trasportati in velivoli leggeri e i dati raccolti vengono assimilati all’atterraggio. L’analisi spettrale geografica viene effettuata anche dallo spazio tramite sensori localizzati via satellite. In questi casi, i dati raccolti vengono rinviati a terra tramite collegamento radio.
I sensori iperspettrali sono anche comunemente usati nell’industria agricola. Lì vengono utilizzati per creare immagini che possono aiutare nella diagnosi precoce di epidemie di malattie delle piante. Sono anche usati per stabilire i livelli di nutrienti nelle colture in piedi e i livelli dell’acqua nel terreno circostante. Un altro importante uso dell’imaging iperspettrale in agricoltura è la rilevazione di proteine animali nei mangimi per bestiame. Queste informazioni vengono quindi utilizzate come contromisura per le malattie diffuse degli animali come il morbo della mucca pazza.
Anche i settori della sicurezza e della sorveglianza sono utenti abituali di sensori iperspettrali. In queste applicazioni, i sensori vengono utilizzati per distinguere tra vegetazione reale e pitture mimetiche e rilevare aree di traffico intenso. Possono anche individuare postazioni sotterranee e identificare la posizione dei campi minati. Gli investigatori possono anche utilizzare sensori iperspettrali per localizzare la terra recentemente disturbata che potrebbe indicare la posizione di tombe o oggetti sepolti.