2024年4月27日发(作者：堂和悌)
高光谱成像光谱仪简介及应用
高光谱成像光谱仪将成像技术和光谱技术结合在一起，在探测物体空间特征的同时并
对每个空间像元 色散形成几十个到上百个波段带宽为 10nm 左右的连续光谱覆盖。它以
高光谱分辨率获取景物或目标的高 光谱图像。在陆地、大气、海洋等领域的研究观测中有
广泛的应用。
高光谱高光谱成像光谱仪–概述
高光谱高光谱成像光谱仪是 20 世纪 80 年代开始在多光谱遥感成像技术的基础上
发展起来的，它以高光谱分辨率获取景物或目标的高光谱图像，在航空、航天器上进行陆
地、大气、海洋等观测中有广泛的应用，高高光谱成像光谱仪可以应用在地物精确分类、
地物识别、地物特征信息的提取。建立目标的高光谱 遥感信息处理和定量化分析模型后，
可提高高光谱数据处理的自动化和智能化水平.。由于高光谱成像光谱 仪高光谱分辨率的
巨大优势，在空间对地观测的同时获取众多连续波段的地物光谱图像，达到从空间直接 识
别地球表面物质的目的，成为遥感领域的一大热点，正在成为当代空间对地观测的主要技
术手段。地面 上采用高光谱成像光谱仪也取得了很大的成果，如科学研究、工农林业环境
保护等方面。
高光谱成像光谱仪主要性能参数是：
（1）噪声等效反射率差（NE∆p），体现为信噪比（SNR）；
（2） 瞬时视场角（IFOV），体现为地面分辨率；
（3）光谱分辨率，直观地表现为波段多少和波段谱宽。
高光谱分辨率遥感信息分析处理，集中于光谱维上进行图象信息的展开和定量分析，
其图象处理模式 的关键技术有：
⑴超多维光谱图象信息的显示，如图像立方体的生成；
⑵光谱重建，即成像光 谱数据的定标、定量化和大气纠正模型与算法，依此实现成像
光谱信息的图象-光谱转换；
⑶光谱编码，尤 其指光谱吸收位置、深度、对称性等光谱特征参数的算法；
⑷基于光谱数据库的地物光谱匹配识别算法；
⑸混合光谱分解模型；
⑹基于光谱模型的地表生物物理化学过程与参数的识别和反演算法。
高光谱分辨率成像光谱遥感起源于地质矿物识别填图研究，逐渐扩展为植被生态、海
洋海岸水色、冰 雪、土壤以及大气的研究中。 高光谱成像光谱仪的基本原理
1、系统工作原理与结构：高高光谱成像光谱仪将成像技术和光谱技术结合在一起，
在探测物体空间特 征的同时并对每个空间像元色散形成几十个到上百个波段带宽为
10nm 左右(目前美国产 SOC730 高光谱 成像光谱仪的带宽已达到 2nm)的连续光谱覆
盖。根据高光谱成像光谱仪的扫描方式，其工作原理也不尽相 同，作为光学成像仪成像的
一个例子，这里简述一下焦平面探测器推扫成像原理。
1．1、系统工作原理：焦平面探测器推扫成像原理，地面物体的反射光通过物镜成像
在狭缝平面，狭 缝作为光栏使穿轨方向地面物体条带的像通过，挡掉其他部分光。地面目
标物的辐射能通过指向镜，由物 镜收集并通过狭缝增强准直照射到色散元件上，经色散元
件在垂直条带方向按光谱色散，用会聚镜会聚成 像在传感器使用的二维 CCD 面阵列探测
元件被分布在光谱仪的焦平面上。焦平面的水平方向平行于狭缝， 称空间维，每一行水平
光敏元上是地物条带一个光谱波段的像；焦平面的垂直方向是色散方向，称光谱维， 每一
列光敏元上是地物条带一个空间采样视场(像元)光谱色散的像。这样，面阵探测器每帧图
像数据就是 一个穿轨方向地物条带的光谱数据，连续记录光谱图像，就得到地面二维图像。
1．2、高光谱成像光谱仪数据获取系统构成：高光谱成像光谱仪由光学系统、信号前
端处理盒、数据 采集记录系统三部分组成。数据的回放及预处理通过专用软件在高性能的
微机上完成。软件具有如下功能： 数据备份；快速回放；数据规整和格式转换；图像分割
截取；标准格式的图像数据生成等。
高光谱成像光谱仪的应用
高光谱成像光谱仪的应用范围遍及化学、物理学、生物学、医学等多个领域。目前，
高光谱成像光谱 仪在土地利用、农作物生长、分类，病虫害检测，海洋水色测量，城市规
划、石油勘探、地芯地貌及军事 目标识别等方面都有着很广泛和深远的应用前景。
2024年4月27日发(作者：堂和悌)
高光谱成像光谱仪简介及应用
高光谱成像光谱仪将成像技术和光谱技术结合在一起，在探测物体空间特征的同时并
对每个空间像元 色散形成几十个到上百个波段带宽为 10nm 左右的连续光谱覆盖。它以
高光谱分辨率获取景物或目标的高 光谱图像。在陆地、大气、海洋等领域的研究观测中有
广泛的应用。
高光谱高光谱成像光谱仪–概述
高光谱高光谱成像光谱仪是 20 世纪 80 年代开始在多光谱遥感成像技术的基础上
发展起来的，它以高光谱分辨率获取景物或目标的高光谱图像，在航空、航天器上进行陆
地、大气、海洋等观测中有广泛的应用，高高光谱成像光谱仪可以应用在地物精确分类、
地物识别、地物特征信息的提取。建立目标的高光谱 遥感信息处理和定量化分析模型后，
可提高高光谱数据处理的自动化和智能化水平.。由于高光谱成像光谱 仪高光谱分辨率的
巨大优势，在空间对地观测的同时获取众多连续波段的地物光谱图像，达到从空间直接 识
别地球表面物质的目的，成为遥感领域的一大热点，正在成为当代空间对地观测的主要技
术手段。地面 上采用高光谱成像光谱仪也取得了很大的成果，如科学研究、工农林业环境
保护等方面。
高光谱成像光谱仪主要性能参数是：
（1）噪声等效反射率差（NE∆p），体现为信噪比（SNR）；
（2） 瞬时视场角（IFOV），体现为地面分辨率；
（3）光谱分辨率，直观地表现为波段多少和波段谱宽。
高光谱分辨率遥感信息分析处理，集中于光谱维上进行图象信息的展开和定量分析，
其图象处理模式 的关键技术有：
⑴超多维光谱图象信息的显示，如图像立方体的生成；
⑵光谱重建，即成像光 谱数据的定标、定量化和大气纠正模型与算法，依此实现成像
光谱信息的图象-光谱转换；
⑶光谱编码，尤 其指光谱吸收位置、深度、对称性等光谱特征参数的算法；
⑷基于光谱数据库的地物光谱匹配识别算法；
⑸混合光谱分解模型；
⑹基于光谱模型的地表生物物理化学过程与参数的识别和反演算法。
高光谱分辨率成像光谱遥感起源于地质矿物识别填图研究，逐渐扩展为植被生态、海
洋海岸水色、冰 雪、土壤以及大气的研究中。 高光谱成像光谱仪的基本原理
1、系统工作原理与结构：高高光谱成像光谱仪将成像技术和光谱技术结合在一起，
在探测物体空间特 征的同时并对每个空间像元色散形成几十个到上百个波段带宽为
10nm 左右(目前美国产 SOC730 高光谱 成像光谱仪的带宽已达到 2nm)的连续光谱覆
盖。根据高光谱成像光谱仪的扫描方式，其工作原理也不尽相 同，作为光学成像仪成像的
一个例子，这里简述一下焦平面探测器推扫成像原理。
1．1、系统工作原理：焦平面探测器推扫成像原理，地面物体的反射光通过物镜成像
在狭缝平面，狭 缝作为光栏使穿轨方向地面物体条带的像通过，挡掉其他部分光。地面目
标物的辐射能通过指向镜，由物 镜收集并通过狭缝增强准直照射到色散元件上，经色散元
件在垂直条带方向按光谱色散，用会聚镜会聚成 像在传感器使用的二维 CCD 面阵列探测
元件被分布在光谱仪的焦平面上。焦平面的水平方向平行于狭缝， 称空间维，每一行水平
光敏元上是地物条带一个光谱波段的像；焦平面的垂直方向是色散方向，称光谱维， 每一
列光敏元上是地物条带一个空间采样视场(像元)光谱色散的像。这样，面阵探测器每帧图
像数据就是 一个穿轨方向地物条带的光谱数据，连续记录光谱图像，就得到地面二维图像。
1．2、高光谱成像光谱仪数据获取系统构成：高光谱成像光谱仪由光学系统、信号前
端处理盒、数据 采集记录系统三部分组成。数据的回放及预处理通过专用软件在高性能的
微机上完成。软件具有如下功能： 数据备份；快速回放；数据规整和格式转换；图像分割
截取；标准格式的图像数据生成等。
高光谱成像光谱仪的应用
高光谱成像光谱仪的应用范围遍及化学、物理学、生物学、医学等多个领域。目前，
高光谱成像光谱 仪在土地利用、农作物生长、分类，病虫害检测，海洋水色测量，城市规
划、石油勘探、地芯地貌及军事 目标识别等方面都有着很广泛和深远的应用前景。