高光譜成像術(shù)市場概況

2021 年全球高光譜成像市場規(guī)模為 100.54 億美元。預(yù)計到 2030 年將達(dá)到 500.09 億美元，在預(yù)測期內(nèi)(2022-2030 年)以16.21% 的復(fù)合年增長率增長。

高光譜成像是一種新型的基于光譜的分析工具。它針對確切位置收集了數(shù)百張不同波長的照片。藍(lán)色、綠色和紅色是人眼僅有的三種顏色感受器——高光譜成像在可見光和近紅外范圍內(nèi)以精確的波長精度分析每個圖像像素的連續(xù)光譜。高光譜成像提高了靈敏度和辨別力與傳統(tǒng)的成像和檢測技術(shù)相比，因為它結(jié)合了數(shù)字圖像和光譜學(xué)。高光譜成像大大增強了根據(jù)事物的光譜特征將事物分組的能力。電磁波譜的“可見”波段由紅色、綠色和藍(lán)色組成，被傳統(tǒng)相機用來捕捉圖像。

光譜圖片可以描述電磁波譜的紅外線、可見光、紫外線和 X 射線波長的任意組合。高光譜成像越來越多地用于許多行業(yè)，包括研發(fā)、醫(yī)療保健、國防、食品工業(yè)、夜視和遙感，預(yù)計這將導(dǎo)致強勁的市場需求。此外，預(yù)計傳感器設(shè)計、高光譜分辨率、高空間分辨率以及緊湊輕便的設(shè)備等技術(shù)發(fā)展將進一步促進使用。高光譜成像有很多好處，包括每個點的頻譜利用不需要先驗知識。它還為處理和評估圖像提供了大量數(shù)據(jù)。增加高光譜成像應(yīng)用，例如識別巖石礦物。

高光譜成像市場動態(tài)-全球高光譜成像市場驅(qū)動因素

對準(zhǔn)確性和一致性的需求市場需求是由高光譜成像應(yīng)用(包括天氣、食品和農(nóng)業(yè)以及國防)中對數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和一致性日益增長的要求所驅(qū)動的。對于食品和農(nóng)業(yè)等使用圖像技術(shù)的行業(yè)，高光譜成像采用可靠的分析技術(shù)。高光譜成像系統(tǒng)收集一百多個相鄰光譜帶中的圖像。雖然高光譜圖像能夠表征和識別材料，但多光譜圖像有利于區(qū)分景觀和地表特征的模式。在他們量化和識別分子吸收的能力中，分析單個像素通常有助于檢測圖像中的特定對象和映射元素的分布。

HS成像儀出色的光譜分辨率使得檢測、識別和量化各種表面成分并推斷生物和化學(xué)活動成為可能。高空間分辨率圖像還可以提高目標(biāo)檢測效率。同樣，如果有高分辨率照片可用，變化檢測性能也可能得到增強。盡管 HS 成像產(chǎn)生的結(jié)果略有改善，但它的實際價值在于在現(xiàn)場收集地面實況特征并在譜庫中建立索引的應(yīng)用，這對于眾多分析技術(shù)至關(guān)重要。此外，結(jié)合來自高光譜成像傳感器和機載掃描儀的數(shù)據(jù)在環(huán)境研究中具有巨大的應(yīng)用潛力。因此，由于幾個方面需要高數(shù)據(jù)精度和機器學(xué)習(xí)的結(jié)合，預(yù)計未來幾年高光譜成像市場將擴大。

全球高光譜成像市場限制-高成本

使用該技術(shù)的高成本高光譜成像為圖像中的每個像素生成完整的光譜。可見光譜被高光譜圖像中的每個像素覆蓋，提供可用于例如通過測量海洋顏色來追蹤嚴(yán)重的藻類大量繁殖的信息。批量生產(chǎn)、用戶友好的相機比大型、高度專業(yè)化的設(shè)備便宜。完成檢查任務(wù)的必要性也會影響成本。高端高光譜成像系統(tǒng)的價格低至每個相機系統(tǒng) 20,000歐元。商業(yè)高光譜成像是可用的，但其28,000 美元的起價使它們對于許多潛在客戶和應(yīng)用而言過于昂貴。因此，有必要創(chuàng)建負(fù)擔(dān)得起的高光譜成像系統(tǒng)。因此，高光譜成像儀的成本和重量可達(dá)數(shù)萬美元。

全球高光譜成像市場機會-新興經(jīng)濟體中未開發(fā)的市場

預(yù)計拉丁美洲和亞太地區(qū)尚未開發(fā)的市場將為高光譜成像市場參與者帶來可觀的前景。例如，為了滿足對利用遙感技術(shù)準(zhǔn)確、快速地繪制自然資源地圖的日益增長的需求，中國開發(fā)并引進了多種高光譜傳感器。作為珠海一號項目的一部分，中國于 2019 年 9 月發(fā)射了總共 34 顆微納衛(wèi)星，包括視頻、高光譜成像和高分辨率光學(xué)衛(wèi)星以及雷達(dá)和紅外衛(wèi)星。在不同的未開發(fā)經(jīng)濟體中存在類似的潛力來推進高光譜成像市場。

高光譜成像分類分析

全球高光譜成像市場根據(jù)應(yīng)用、最終用戶垂直和區(qū)域進行分類。

基于應(yīng)用，全球高光譜成像市場分析分為監(jiān)視、遙感、機器視覺/光學(xué)和醫(yī)療診斷/研究。

遙感部分預(yù)計將在預(yù)測期內(nèi)取得顯著進步并占據(jù)最大的市場份額。高光譜遙感使了解眾多地形特征、大氣現(xiàn)象、作物健康及其表征的物理和化學(xué)特征成為可能。由于提取高光譜數(shù)據(jù)信息的困難，需要正確掌握基礎(chǔ)理論和分析。各種地理數(shù)據(jù)和遙感的發(fā)展為高光譜傳感器創(chuàng)造了新的可能性。高光譜遙感的主要用途是管理海岸帶、地質(zhì)和礦產(chǎn)勘探、農(nóng)業(yè)和林業(yè)以及生態(tài)學(xué)。地雷探測、沿海地區(qū)測繪和軍事偽裝是該技術(shù)的其他應(yīng)用。

基于垂直最終用戶，全球高光譜成像市場分為食品和農(nóng)業(yè)、醫(yī)療保健、國防、采礦和計量等。

醫(yī)療保健部門預(yù)計將以 17.27% 的復(fù)合年增長率增長，并在預(yù)測期內(nèi)占據(jù)最大的市場份額。由于其非接觸、非電離和無標(biāo)記成像模式，高光譜成像可以成為醫(yī)療保健領(lǐng)域研究和疾病識別的重要工具。高光譜成像技術(shù)在醫(yī)療行業(yè)的應(yīng)用至關(guān)重要。此外，預(yù)計對該行業(yè)的投資越來越多，將推動這一主題的發(fā)展。醫(yī)療保健行業(yè)目前正在經(jīng)歷的數(shù)字化轉(zhuǎn)型預(yù)計將對該行業(yè)產(chǎn)生重大影響。此外，手持式 HS 傳感器正在迅速融入醫(yī)療保健等業(yè)務(wù)中。

采礦與計量部門將占據(jù)第二大市場份額。地球上大約有 4000 種天然礦物。這些礦石均以多種化學(xué)成分沉積。這些成分中的每一種都具有獨特的光譜特性，可以指示不同的譜線并有助于識別礦石礦物。由于識別一種礦物之后通常會識別其他礦物，因此高光譜成像技術(shù)是有益的?？梢詮母吖庾V數(shù)據(jù)中得出許多推論，包括對酸性礦山排水的污染物來源、渠道和受體的評估。由于廣泛可用的計算平臺中計算能力和存儲容量的快速擴展，公司的大量數(shù)據(jù)集已經(jīng)能夠選擇高光譜成像技術(shù)用于挖掘應(yīng)用程序。高光譜成像技術(shù)的使用還在氣象學(xué)中找到了多種用途。氣溶膠光路加載在垂直列中;因此，高光譜成像系統(tǒng)需要地面或衛(wèi)星設(shè)備來收集數(shù)據(jù)。

區(qū)域分析-北美市場霸權(quán)

全球高光譜成像市場的區(qū)域細(xì)分包括北美、歐洲、亞太地區(qū)和世界其他地區(qū)。北美將占據(jù)領(lǐng)先的市場份額，在預(yù)測期內(nèi)以 15.63% 的復(fù)合年增長率擴大。由于區(qū)域監(jiān)控創(chuàng)新的增加，預(yù)計市場將會增加。該地區(qū)以美國等國家的存在而著稱，這些國家進行了大量的監(jiān)視投資。除了軍隊之外，各種執(zhí)法機構(gòu)還采用尖端技術(shù)在白天和晚上跟蹤和監(jiān)控許多個人或車輛，并密切關(guān)注特定地區(qū)的活動。由于這些新的部署，預(yù)計高光譜成像系統(tǒng)和設(shè)備將變得更加流行。美國士兵通過使用高光譜成像儀檢測通常隱藏在視線之外的物體，從阿富汗戰(zhàn)場上清除了數(shù)千磅的炸藥，例如被偽裝覆蓋的坦克或臨時炸彈工廠的排放物。與美國類似，加拿大也提高了軍費開支。

預(yù)計在該地區(qū)進行的航空航天投資也將對市場產(chǎn)生重大影響。該地區(qū)政府針對太空和商業(yè)空間的重大融資提案預(yù)計將為高光譜相機創(chuàng)造一個有利的環(huán)境。有了這些支出，該地區(qū)就可以輕松進入太空并擴展其目前的太空能力。此外，由于多家公司開發(fā)空間解決方案，NASA 對高光譜成像的興趣激發(fā)了市場參與者和空間組織之間的合作。例如，美國某公司在 2021 年表示將與 NASA 合作創(chuàng)建新的月球校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)。

亞太地區(qū)將以17.15% 的復(fù)合年增長率激增，到 2030 年將達(dá)到 1.31 億美元。由于對區(qū)域軍事基礎(chǔ)設(shè)施的大量投資，該市場已經(jīng)增長。例如，印度制定了一個路線圖，通過在未來五到七年內(nèi)花費 1300 億美元來升級其武裝部隊并增強其作戰(zhàn)能力 從而獲得優(yōu)于其地區(qū)競爭對手的優(yōu)勢。