高光譜遙感(hyperspectral remote sensing)是高光譜分辨率遙感(highspectral resolution remote sensing)的簡(jiǎn)稱，是在電磁波譜的可見光、近紅外、中紅外和熱紅外波段范圍內(nèi)，獲取許多非常窄、光譜連續(xù)影像數(shù)據(jù)的技術(shù)。

高光譜遙感源于20世紀(jì)70年代初期的多光譜遙感技術(shù)，它的出現(xiàn)在遙感的發(fā)展歷史上是一個(gè)概念和技術(shù)上的創(chuàng)新。

高光譜成像遙感是20世紀(jì)80年代初出現(xiàn)的新型遙感技術(shù)，與合成孔徑雷達(dá)(SAR)成像技術(shù)并列為當(dāng)代遙感兩大前沿領(lǐng)域。高光譜成像遙感技術(shù)的產(chǎn)生，是遙感發(fā)展史上最具標(biāo)志性的成果，高光譜遙感圖像在記錄地物空間信息的同時(shí)也記錄了地物的光譜信息，實(shí)現(xiàn)了圖譜合一。相對(duì)于全色影像和多光譜影像，高光譜影像的優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)在：高光譜影像具有高的光譜分辨率，達(dá)到納米級(jí)，表現(xiàn)為不同地物在光譜維上的細(xì)微差異，能夠精細(xì)地刻畫地物的反射光譜，從而大大提高對(duì)地物分類與識(shí)別的能力。目前，世界各國對(duì)高光譜成像遙感技術(shù)的發(fā)展都十分重視，隨著技術(shù)的日趨成熟，高光譜成像遙感已經(jīng)廣泛應(yīng)用于地質(zhì)勘探、地質(zhì)制圖、植被生態(tài)監(jiān)測(cè)、精細(xì)農(nóng)業(yè)、大氣環(huán)境、環(huán)境監(jiān)測(cè)、海洋遙感、食品安全、產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)、戰(zhàn)場(chǎng)偵察、偽裝檢測(cè)等多個(gè)領(lǐng)域。

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)。

①光譜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(gè)，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)。

②高光譜遙感數(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(gè)數(shù)據(jù)形成一個(gè)光譜圖像立方體，每一個(gè)像元的光譜數(shù)據(jù)展開來就對(duì)應(yīng)為一條光譜曲線，整個(gè)數(shù)據(jù)就是圖譜合一的立方體。

③描述高光譜數(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。

④高光譜數(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(shí)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(gè)方面：一方面是地物反射太陽光的過程，是一個(gè)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(gè)非線性的過程。

⑥信噪比低。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。