高光譜成像是新一代光電檢測技術(shù)，興起于20世紀80年代，目前仍在迅猛發(fā)展巾。高光譜成像是相對多光譜成像而言，通過高光譜成像方法獲得的高光譜圖像與通過多光譜成像獲取的多光譜圖像相比具有更豐富的圖像和光譜信息。如果根據(jù)傳感器的光譜分辨率對光譜成像技術(shù)進行分類，光譜成像技術(shù)一般可分成3類：

①多光譜成像——光譜分辨率在delta_lambda/lambda=0.1數(shù)量級，這樣的傳感器在可見光和近紅外區(qū)域一般只有幾個波段。

②高光譜成像——光譜分辨率在delta_lambda/lambda=0.01數(shù)量級，這樣的傳感器在可見光和近紅外區(qū)域有幾卜到數(shù)百個波段，光譜分辨率可達nm級。

③超光譜成像——光譜分辨率在delta_lambda/lambda=0.001數(shù)量級，這樣的傳感器在可見光和近紅外區(qū)域可達數(shù)千個波段。

眾所周知，光譜分析是自然科學中一種重要的研究手段，光譜技術(shù)能檢測到被測物體的物理結(jié)構(gòu)、化學成分等指標。光譜評價是基于點測量，而圖像測量是基于空間特性變化，兩者各有其優(yōu)缺點。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，是二者完美結(jié)合的產(chǎn)物。光譜成像技術(shù)不僅具有光譜分辨能力，還具有圖像分辨能力，利用光譜成像技術(shù)不僅可以對待檢測物體進行定性和定量分析，而且還能進對其進行定位分析。

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，20世紀80年代初正式開始研制，研制這類儀器的目的是為獲取大量窄波段連續(xù)光譜圖像數(shù)據(jù)，使每個像元具有幾乎連續(xù)的光譜數(shù)據(jù)。它是一系列光波波長處的光學圖像，通常包含數(shù)十到數(shù)百個波段，光譜分辨率一般為1～l0nm。由于高光譜成像所獲得的高光譜圖像能對圖像中的每個像素提供一條幾乎連續(xù)的光譜曲線，其在待測物上獲得空間信息的同時又能獲得比多光譜更為豐富光譜數(shù)據(jù)信息，這些數(shù)據(jù)信息可用來生成復雜模型，來進行判別、分類、識別圖像中的材料。

通過高光譜成像獲取待測物的高光譜圖像包含了待測物的豐富的空間、光譜和輻射三重信息。這些信息不僅表現(xiàn)了地物空間分布的影像特征，同時也可能以其中某一像元或像元組為目標獲取它們的輻射強度以及光譜特征。影像、輻射與光譜是高光譜圖像中的3個重要特征，這3個特征的有機結(jié)合就是高光譜圖像。

高光譜圖像數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)立方體(cube)。通常圖像像素的橫坐標和縱坐標分別用z和Y來表示，光譜的波長信息以(Z即軸)表示。該數(shù)據(jù)立方體由沿著光譜軸的以一定光譜分辨率間隔的連續(xù)二維圖像組成。