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高光譜影像的優勢主要表現在：高光譜影像具有高的光譜分辨率，達到納米級，表現為不同地物在光譜維上的細微差異，能夠精細地刻畫地物的反射光譜，從而大大提高對地物分類與識別的能力。
與傳統全色及多光譜遙感圖像相比，高光譜遙感圖像數據具有以下特點。
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，其波段數高達數百個，形成一條近似于連續的光譜曲線，光譜分辨率可達10nm以內。
②高光譜遙感數據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上，增加了一維光譜數據，整個數據形成一個光譜圖像立方體，每一個像元的光譜數據展開來就對應為一條光譜曲線，整個數據就是圖譜合一的立方體。
③描述高光譜數據的模型有多種形式，如圖像模型、光譜模型與特征模型，使得數據的分析和處理更加靈活、方便。
④高光譜數據中存在大量冗余信息。因為高光譜數據是由很多狹窄的波段構成的，所含數據數量巨大，同時相鄰波段之間存在空間相關、譜間相關，以及波段相關，這都導致高光譜數據中冗余信息的增多。
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。
⑥信噪比低。高光譜數據較低的信噪比給其處理也增加了很大難度。
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