Die Hyperspektralanalyse ist ein Messverfahren, das auf der Identifizierung und visuellen Darstellung reflektierter Strahlung aus einem breiten Bereich des elektromagnetischen Spektrums beruht. Dieser Bereich des reflektierten Lichts umfasst ansonsten unsichtbare Wellenlängengruppen, wie Infrarot- und Ultraviolettstrahlung. Grundlage der Hyperspektralanalyse ist die physikalische Eigenschaft aller Materialien, Licht aus diesen Spektralbereichen ganz gezielt und messbar zu reflektieren. Diese einzigartigen elektromagnetischen Signaturen werden von Hyperspektralsensoren gelesen und auf einem Display visuell dargestellt oder ausgelesen. Diese Auslesungen oder Bilder sind als geschichtete dreidimensionale „Würfel“ strukturiert, die eine sehr genaue Analyse der Zusammensetzung des gescannten Materials ermöglichen.
Jedes Material reflektiert sichtbares Licht auf einzigartige und identifizierbare Weise. Die Art und Weise, wie dieses reflektierte Licht gesehen oder gesammelt wird, verleiht allen Objekten ihre spezifischen Farben und Oberflächenstrukturen. Aber nicht nur sichtbares Licht wird gezielt reflektiert. Auch Licht aus Bereichen des elektromagnetischen Spektrums, die für das menschliche Auge unsichtbar sind, wird von verschiedenen Materialien auf ganz spezifische Weise reflektiert. Reflektiertes Licht dieser Spektralscheiben, insbesondere ultraviolettes und infrarotes Licht, kann von speziellen Sensoren gelesen und gestapelt oder geschichtet werden, um wunderbar grafische und genaue Darstellungen der Materialzusammensetzung zu erstellen.
Diese hyperspektralen Sensoren und die einzigartigen dreidimensionalen Bilder, die sie erzeugen, sind das Herzstück der hyperspektralen Analyse. Die hyperspektralen „Signaturen“ für die meisten Materialien sind bekannt, und dies ermöglicht es Analysten, die genaue Materialzusammensetzung jedes gescannten Materials genau zu identifizieren. Die Technologie erleichtert Aufgaben wie die Mineralexploration, die zuvor mühsam und zeitaufwändig war. In Flugzeugen montierte Hyperspektralsensoren können in kurzer Zeit unglaublich detaillierte mehrdimensionale Modelle großer Landstriche erstellen. Diese Modelle bestehen aus Schichten, die eine bestimmte reflektierte Wellenlänge repräsentieren und eine breite Auswahl an Materialidentifikationen bieten.
Die Technologie hat viele Anwendungen außerhalb der offensichtlichen Geologie- und Mineralogieanwendungen. So kann beispielsweise die Agrarindustrie von der Hyperspektralanalyse profitieren, da die erzeugten Bilder Nährstoff- und Wasserstände in Pflanzenbeständen anzeigen können. Das Vorhandensein von krankheitserregenden tierischen Proteinen in Viehfutter kann auch mittels hyperspektraler Bildgebung nachgewiesen werden. Auf diese Weise trägt die Bildgebung dazu bei, Zustände wie den Rinderwahnsinn zu vermeiden.
Auch in den Bereichen Militär und Strafverfolgung wird die Hyperspektralanalyse in erheblichem Umfang eingesetzt. Hyperspektralbilder können Ermittlern helfen, beispielsweise kürzlich ausgegrabene Gräber oder vergrabene Artefakte zu identifizieren. Die gleiche Funktionalität ermöglicht die Identifizierung von unterirdischen Stellungen auch in militärischen Anwendungen. Hyperspektrale Bildgebung ermöglicht es dem Militär auch, Truppenbewegungen zu verfolgen und zwischen Tarnfarbe und lebender Vegetation zu unterscheiden. Diese Technologie wurde auch ausgiebig in humanitären Projekten eingesetzt, um alte Minenfelder und Waffenlager zu identifizieren.