高光譜遙感是一種利用高光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行地表特征探測和分析的遙感技術(shù)，通過獲取目標(biāo)區(qū)域在數(shù)十到數(shù)百個連續(xù)的光譜波段上的反射或輻射信息，提供更為詳細(xì)的光譜細(xì)節(jié)和物質(zhì)特征，用于識別、區(qū)分和研究地表覆蓋類型、植被類型、水體性質(zhì)等。

高光譜遙感源于光譜學(xué)的發(fā)展和遙感技術(shù)的進(jìn)步。光譜學(xué)是研究光的特性和相互作用的學(xué)科，發(fā)展至今已經(jīng)形成了廣泛的理論和實(shí)踐應(yīng)用。而遙感技術(shù)則是指通過航空或衛(wèi)星等載具上搭載的傳感器獲取地球表面信息的一種技術(shù)手段。

高光譜遙感起源于20世紀(jì)70年代初的多光譜遙感，當(dāng)時NASA的陸地觀測衛(wèi)星(LANDSAT)開始使用多光譜傳感器獲取地球表面的影像。隨著技術(shù)的發(fā)展，傳感器能夠獲取更多的光譜波段信息，形成了高光譜遙感。它將成像技術(shù)與光譜技術(shù)結(jié)合在一起，在對目標(biāo)的空間特征成像的同時，對每個空間像元經(jīng)過色散形成幾十乃至幾百個窄波段以進(jìn)行連續(xù)的光譜覆蓋，這樣形成的遙感數(shù)據(jù)可以用“圖像立方體”來形象的描述。同傳統(tǒng)遙感技術(shù)相比，其所獲取的圖像包含豐富的空間、輻射和光譜三重信息。

高光譜遙感技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)前遙感領(lǐng)域的前沿技術(shù)。

高光譜遙感具有不同于傳統(tǒng)遙感的新特點(diǎn)：

1）波段多：可以為每個像元提供十幾、數(shù)百甚至上千個波段；

2）光譜范圍窄：波段范圍一般小于10nm；

3）波段連續(xù)：有些傳感器可以在350~2500nm的太陽光譜范圍內(nèi)提供幾乎連續(xù)的地物光譜；

4）數(shù)據(jù)量大：隨著波段數(shù)的增加，數(shù)據(jù)量成指數(shù)增加；

5）信息冗余增加：由于相鄰波段高度相關(guān)，冗余信息也相對增加。

優(yōu)點(diǎn)：

1）有利于利用光譜特征分析來研究地物；

2）有利于采用各種光譜匹配模型；

3）有利于地物的精細(xì)分類與識別；

與傳統(tǒng)全色及多光譜遙感圖像相比，高光譜遙感圖像數(shù)據(jù)具有以下特點(diǎn)。

　?、俟庾V的波段范圍廣且光譜分辨率非常高。成像光譜儀獲得的光譜范圍可以從可見光延伸到短波紅外，甚至到中紅外，其波段數(shù)高達(dá)數(shù)百個，形成一條近似于連續(xù)的光譜曲線，光譜分辨率可達(dá)10nm以內(nèi)。

　?、诟吖庾V遙感數(shù)據(jù)立方體包含豐富的圖像信息及光譜信息。在高光譜遙感圖像中，它在普通的二維空間圖像的基礎(chǔ)上，增加了一維光譜數(shù)據(jù)，整個數(shù)據(jù)形成一個光譜圖像立方體，每一個像元的光譜數(shù)據(jù)展開來就對應(yīng)為一條光譜曲線，整個數(shù)據(jù)就是圖譜合一的立方體。

　?、勖枋龈吖庾V數(shù)據(jù)的模型有多種形式，如圖像模型、光譜模型與特征模型，使得數(shù)據(jù)的分析和處理更加靈活、方便。

　?、芨吖庾V數(shù)據(jù)中存在大量冗余信息。因?yàn)楦吖庾V數(shù)據(jù)是由很多狹窄的波段構(gòu)成的，所含數(shù)據(jù)數(shù)量巨大，同時相鄰波段之間存在空間相關(guān)、譜間相關(guān)，以及波段相關(guān)，這都導(dǎo)致高光譜數(shù)據(jù)中冗余信息的增多。

　　⑤高光譜遙感具有非線性特性。其非線性出現(xiàn)在兩個方面：一方面是地物反射太陽光的過程，是一個典型的非線性過程；另一方面是太陽入射光和地物反射光在空氣中的傳播，也是一個非線性的過程。

　?、扌旁氡鹊?。高光譜數(shù)據(jù)較低的信噪比給其處理也增加了很大難度。

高光譜遙感的特點(diǎn)是譜分辨力的提高,但其高數(shù)據(jù)維給圖像進(jìn)一步處理帶來了困難,因此有必要對其進(jìn)行有效壓縮處理。