手持式高光譜成像儀通過高光譜成像獲取待測物的高光譜圖像，包含了待測物的豐富的空間、光譜和輻射三重信息。這些信息不僅表現了地物空間分布的影像特征，同時也可能以其中某一像元或像元組為目標獲取它們的輻射強度以及光譜特征。輻射、影像與光譜是高光譜圖像中的3個重要特征，這3個特征的有機結合就是高光譜圖像。
與全色和多光譜成像相比較，高光譜成像有以下顯著優勢：
(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。
工作原理
高光譜成像儀將成像技術和光譜技術結合在一起，在探測物體空間特征的同時并對每個空間像元色散形成幾十個到上百個波段帶寬為10nm左右的連續光譜覆蓋。根據成像光譜儀的掃描方式，其工作原理也不盡相同，作為光學成像儀成像的一個例子，這里簡述一下焦平面探測器推掃成像原理。
應用：
應用范圍遍及化學、物理學、生物學、醫學等多個領域，對于純定性到高度定量的化學分析和測定分子結構都有很大應用價值。如在生物化學研究中，可以利用喇曼光譜鑒別一些物質的種類，還可以測定分子的振動轉動頻率，定量地了解分子間作用力和分子內作用力的情況，并推斷分子的對稱性，幾何形狀、分子中原子的排列，計算熱力學函數、研究振動一轉動拉曼光譜和轉動拉曼光譜，可以獲得有關分子常數的數據。對非極性分子，因為它們沒有吸收或發射的轉動和振動光譜，振動轉動能量和對稱性等許多信息反映在散射譜中。對于極性分子，通過紅外光譜固然可以獲得不少分子參數的知識，但是為了得到更完備的資料，也往往同時觀測紅外光譜和拉曼光譜，它們具有不同的選擇定則，可以提供互補的數據。現在這兩種光譜相互配合已經成為有力的研究工具。
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