高光譜遙感(hyperspectral remote sensing)是高光譜分辨率遙感(highspectral resolution remote sensing)的簡稱，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)展歷史上是一個概念和技術(shù)上的創(chuàng)新。

高光譜成像遙感是20世紀80年代初出現(xiàn)的新型遙感技術(shù)，與合成孔徑雷達(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)展史上最具標志性的成果，高光譜遙感圖像在記錄地物空間信息的同時也記錄了地物的光譜信息，實現(xiàn)了圖譜合一。相對于全色影像和多光譜影像，高光譜影像的優(yōu)勢主要表現(xiàn)在：高光譜影像具有高的光譜分辨率，達到納米級，表現(xiàn)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。目前，世界各國對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、精細農(nóng)業(yè)、大氣環(huán)境、環(huán)境監(jiān)測、海洋遙感、食品安全、產(chǎn)品質(zhì)量檢測、戰(zhàn)場偵察、偽裝檢測等多個領(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。

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)高達數(shù)百個，形成一條近似于連續(xù)的光譜曲線，光譜分辨率可達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)，整個數(shù)據(jù)形成一個光譜圖像立方體，每一個像元的光譜數(shù)據(jù)展開來就對應(yīng)為一條光譜曲線，整個數(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。因為高光譜數(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(shù)據(jù)較低的信噪比給其處理也增加了很大難度。