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高光譜成像技術是基于非常多窄波段的影像數據技術，它將成像技術與光譜技術相結合，探測目標的二維幾何空間及一維光譜信息，獲取高光譜分辨率的連續、窄波段的圖像數據。高光譜成像技術發展迅速，常見的包括光柵分光、聲光可調諧濾波分光、棱鏡分光、芯片鍍膜等。可以應用在食品安全、醫學診斷、航天領域等領域。
與其他光譜成像—樣，高光譜成像收集和處理來自電磁波譜的信息。目標是獲得場景圖像中每個像素的光譜，可用于尋找物體，識別材料或檢測過程。其光譜成像有兩種，其一是推掃式掃描，它能夠隨著時間的推移讀取圖像，其二是快照高光譜成像，凝視陣列瞬間生成圖像。
隨著高光譜成像的光譜分辨率的提高，其探測能力也有所增強。因此，與全色和多光譜成像相比較，高光譜成像有以下優勢。
(1)有著近似連續的地物光譜信息。高光譜影像在經過光譜反射率重建后，能獲取與被探測物近似的連續的光譜反射率曲線，與它的實測值相匹配，將實驗室中被探測物光譜分析模型應用到成像過程中。
(2)對于地表覆蓋的探測和識別能力極大提高。高光譜數據能夠探測具有診斷性光譜吸收特征的物質，能準確的區分地表植被覆蓋類型，道路地面的材料等。
(3)地形要素分類識別方法是多種多樣的。影像分類既可以采用如貝葉斯判別、決策樹、神經網絡、支持向量機的模式識別方法，也可以采用基于被探測物的光譜數據庫的光譜進行匹配的方法。分類識別特征是既可以采用光譜診斷特征，也可以采用特征選擇與提取。
(4)地形要素的定量和半定量分類識別將成為可能。在高光譜影像中能估計出多種被探測物的狀態參量，大大的提高了成像高定量分析的精度和可靠性。
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