手持式高光譜成像儀通過(guò)高光譜成像獲取待測(cè)物的高光譜圖像，包含了待測(cè)物的豐富的空間、光譜和輻射三重信息。這些信息不僅表現(xiàn)了地物空間分布的影像特征，同時(shí)也可能以其中某一像元或像元組為目標(biāo)獲取它們的輻射強(qiáng)度以及光譜特征。輻射、影像與光譜是高光譜圖像中的3個(gè)重要特征，這3個(gè)特征的有機(jī)結(jié)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(yōu)勢(shì)：
 

　　(1)有著近似連續(xù)的地物光譜信息。高光譜影像在經(jīng)過(guò)光譜反射率重建后，能獲取與被探測(cè)物近似的連續(xù)的光譜反射率曲線(xiàn)，與它的實(shí)測(cè)值相匹配，將實(shí)驗(yàn)室中被探測(cè)物光譜分析模型應(yīng)用到成像過(guò)程中。
 

　　(2)對(duì)于地表覆蓋的探測(cè)和識(shí)別能力極大提高。高光譜數(shù)據(jù)能夠探測(cè)具有診斷性光譜吸收特征的物質(zhì)，能準(zhǔn)確的區(qū)分地表植被覆蓋類(lèi)型，道路地面的材料等。
 

　　(3)地形要素分類(lèi)識(shí)別方法是多種多樣的。影像分類(lèi)既可以采用如貝葉斯判別、決策樹(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、支持向量機(jī)的模式識(shí)別方法，也可以采用基于被探測(cè)物的光譜數(shù)據(jù)庫(kù)的光譜進(jìn)行匹配的方法。分類(lèi)識(shí)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(lèi)識(shí)別將成為可能。在高光譜影像中能估計(jì)出多種被探測(cè)物的狀態(tài)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(shù)和光譜技術(shù)結(jié)合在一起，在探測(cè)物體空間特征的同時(shí)并對(duì)每個(gè)空間像元色散形成幾十個(gè)到上百個(gè)波段帶寬為10nm左右的連續(xù)光譜覆蓋。根據(jù)成像光譜儀的掃描方式，其工作原理也不盡相同，作為光學(xué)成像儀成像的一個(gè)例子，這里簡(jiǎn)述一下焦平面探測(cè)器推掃成像原理。
 

　　應(yīng)用：
 

　　應(yīng)用范圍遍及化學(xué)、物理學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域，對(duì)于純定性到高度定量的化學(xué)分析和測(cè)定分子結(jié)構(gòu)都有很大應(yīng)用價(jià)值。如在生物化學(xué)研究中，可以利用喇曼光譜鑒別一些物質(zhì)的種類(lèi)，還可以測(cè)定分子的振動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)頻率，定量地了解分子間作用力和分子內(nèi)作用力的情況，并推斷分子的對(duì)稱(chēng)性，幾何形狀、分子中原子的排列，計(jì)算熱力學(xué)函數(shù)、研究振動(dòng)一轉(zhuǎn)動(dòng)拉曼光譜和轉(zhuǎn)動(dòng)拉曼光譜，可以獲得有關(guān)分子常數(shù)的數(shù)據(jù)。對(duì)非極性分子，因?yàn)樗鼈儧](méi)有吸收或發(fā)射的轉(zhuǎn)動(dòng)和振動(dòng)光譜，振動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)能量和對(duì)稱(chēng)性等許多信息反映在散射譜中。對(duì)于極性分子，通過(guò)紅外光譜固然可以獲得不少分子參數(shù)的知識(shí)，但是為了得到更完備的資料，也往往同時(shí)觀測(cè)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(bǔ)的數(shù)據(jù)。現(xiàn)在這兩種光譜相互配合已經(jīng)成為有力的研究工具。