由于高光譜圖像具有很高的光譜分辨率,因而能夠提供更為豐富的地物細節(jié),有利于地物的物理化學特性反演。目前高光譜遙感已經在各方面顯示出了巨大的應用潛力，主要應用領域總結如下：

海洋遙感

它不僅可用于海水中葉綠素濃度、懸浮泥沙含量、某些污染物和表層水溫的探測,也可用于海冰、海岸帶等的探測由于海洋光譜特性是海洋遙感的一項重要研究內容,各國在發(fā)射海洋遙感衛(wèi)星前后都開展了海洋波譜特性研究,包括大量的海洋光譜特性測量研究。早期的海洋遙感應用,所使用的傳感器波段少,已滿足不了現代定量遙感應用研究的需要。隨著中分辨率成像光譜儀的應用,不僅促進了高維數據分析方法的研究,也將促進海洋高光譜特性研究的發(fā)展。它可以使人們更準確地了解海洋光譜結構,識別海水中不同物質成分的光譜特征,掌握近岸水域光學參數的分布、變化規(guī)律,為海洋遙感應用和海洋光學遙感器的評價提供可靠的依據。

植被遙感

植被中的非光合作用組分用傳統寬帶光譜無法測量,而用高光譜對植被組分中的非光合 作用組分進行測量和分離則較易實現。因此,可以通過高光譜遙感定量分析植冠的化學成分,監(jiān)測由于大氣和環(huán)境變化引起的植物功能的變化。植被應用方面還有許多成功的實例,如作物類型識別( Collins,1978)、森林樹種識別(宮鵬等,1998)、植被荒漠化研究(葉榮華等,2001)等。

精細農業(yè)

土壤的水分含量、有機質含量、土壤粗糙度等特性是精細農業(yè)中重要的信息,而傳統遙感技術無法提供這些信息。高光譜遙感憑借其極高的光譜分辨率為精細農業(yè)的發(fā)展提供了技術保障和數據來源。利用高光譜遙感技術,可以快速精確地獲取作物生長狀態(tài)及環(huán)境脅迫下的各種信息,從而相應調整投入物資的施人量,達到減少浪費、增加產量、保護農業(yè)資源和環(huán)境質量的目的。高光譜遙感是未來精準農業(yè)和農業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要手段。

植被遙感

植被中的非光合作用組分用傳統寬帶光譜無法測量,而用高光譜對植被組分中的非光合 作用組分進行測量和分離則較易實現。因此,可以通過高光譜遙感定量分析植冠的化學成分,監(jiān)測由于大氣和環(huán)境變化引起的植物功能的變化。植被應用方面還有許多成功的實例,如作物類型識別( Collins,1978)、森林樹種識別(宮鵬等,1998)、植被荒漠化研究(葉榮華等,2001)等。

精細農業(yè)

土壤的水分含量、有機質含量、土壤粗糙度等特性是精細農業(yè)中重要的信息,而傳統遙感技術無法提供這些信息。高光譜遙感憑借其極高的光譜分辨率為精細農業(yè)的發(fā)展提供了技術保障和數據來源。利用高光譜遙感技術,可以快速精確地獲取作物生長狀態(tài)及環(huán)境脅迫下的各種信息,從而相應調整投入物資的施人量,達到減少浪費、增加產量、保護農業(yè)資源和環(huán)境質量的目的。高光譜遙感是未來精準農業(yè)和農業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要手段。

地質調查

地質是高光譜遙感應用中最成功的一個領域。例如,利用航空高光譜數據進行地質填圖和巖石鑒別,可以識別出地表不同礦物質的診斷性特性。因為一般礦物質的光譜吸收峰寬度為30nm左右,只有利用光譜分辨率小于30nm的傳感器才能夠識別出來。高光譜遙感已經在地質領域扮演著重要角色。王青華等人仔細分析了國產光譜儀MAIS對河北省張家口地區(qū)的高光譜遙感數據,指出可以借助高光譜豐富的光譜信息,依據實測的巖石礦物波譜特征,對不同石類型進行直接識別,達到直接提取巖性的目的

大氣與環(huán)境遙感

大氣中的分子和粒子成分在太陽反射光譜中有強烈反應,這些成分包括水汽、二氧化碳氧氣、臭氧、云和氣溶膠等。常規(guī)寬波段遙感方法無法識別出由于大氣成分的變化而引起的光譜差異,高光譜由于波段很窄,能夠識別出光譜曲線的細微差異。

城市下墊面特征與環(huán)境研究

由于人類活動,城市下墊面特征與環(huán)境顯得異常復雜,同物異譜、同譜異物及混合像元現象也非常嚴重;而高光譜遙感的發(fā)展使得人們有能力對城市地物的光譜特性進行深入研究,可以通過對高光譜數據進行處理,得到城市地物的光譜成分,為城市環(huán)境遙感分析及制圖提供基礎。