高光譜成像是20世紀(jì)80年代興起的新一代光電檢測技術(shù)，目前仍在快速發(fā)展。高光譜成像是相對(duì)于多光譜成像而言，通過高光譜成像獲得的高光譜圖像比通過多光譜成像獲得的多光譜圖像具有更豐富的圖像和光譜信息。如果光譜成像技術(shù)是根據(jù)傳感器的光譜分辨率進(jìn)行分類的，光譜成像技術(shù)一般可以分為三類:

①多光譜成像-delta光譜分辨率_lambda/lambda=0.1數(shù)量級(jí)，這種傳感器在可見光和近紅外區(qū)域通常只有幾個(gè)波段。

②高光譜成像-delta中的光譜分辨率_lambda/lambda=0.01數(shù)量級(jí)，這種傳感器在可見光和近紅外區(qū)域有數(shù)百個(gè)波段，光譜分辨率可以達(dá)到nm級(jí)。

③超光譜成像-delta中的光譜分辨率_lambda/lambda=0.001數(shù)量級(jí)傳感器在可見光和近紅外區(qū)域可達(dá)數(shù)千個(gè)波段。

眾所周知，光譜分析是自然科學(xué)中一種重要的研究手段。光譜技術(shù)可以檢測被測物體的物理結(jié)構(gòu)、化學(xué)成分和其他指標(biāo)。光譜評(píng)價(jià)以點(diǎn)測量為基礎(chǔ)，圖像測量以空間特性的變化為基礎(chǔ)。兩者各有優(yōu)缺點(diǎn)。因此，可以說，光譜成像技術(shù)是光譜分析技術(shù)和圖像分析技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果，是兩者的完美結(jié)合。光譜成像技術(shù)不僅具有光譜分辨能力，而且具有圖像分辨能力。光譜成像技術(shù)的使用不僅可以定性和定量地分析檢測對(duì)象，還可以進(jìn)行定位分析。

高光譜成像系統(tǒng)的主要工作部件是成像光譜儀。它是一種新型傳感器。它是在20世紀(jì)80年代初正式開發(fā)的。開發(fā)此類儀器的目的是獲取大量窄波段連續(xù)光譜圖像數(shù)據(jù)，使每個(gè)像元具有幾乎連續(xù)的光譜數(shù)據(jù)。它是一系列具有光波波長的光學(xué)圖像，通常包含數(shù)十到數(shù)百個(gè)波段，光譜分辨率通常為1～l0nm。由于高光譜成像獲得的高光譜圖像可以為圖像中的每個(gè)像素提供幾乎連續(xù)的光譜曲線，因此它可以獲得比多光譜更豐富的光譜數(shù)據(jù)信息，同時(shí)在待測物體上獲取空間信息。這些數(shù)據(jù)信息可以用來生成一個(gè)復(fù)雜的模型來識(shí)別、分類和識(shí)別圖像中的材料。

通過高光譜成像獲得待測物體的高光譜圖像包含了豐富的空間、光譜和輻射信息。這些信息不僅顯示了

地球空間分布的圖像特征也可以通過其中一個(gè)圖像元素或圖像元素組獲得其輻射強(qiáng)度和光譜特征。圖像、輻射和光譜是高光譜圖像中的三個(gè)重要特征。這三個(gè)特征的有機(jī)結(jié)合是高光譜圖像。

數(shù)據(jù)立方體高光譜圖像數(shù)據(jù)(cube)。通常，圖像像素的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)分別用Z和Y來表示。