高光譜成像和成像光譜是兩種類似的遙感方法，兩者都用于獲取地球表面的詳細(xì)信息。這些術(shù)語經(jīng)常互換使用，但存在細(xì)微的差異。

“成像光譜”是一個更全面的術(shù)語，涵蓋 HSI，是從圖像的每個像素收集光譜信息的過程。雖然成像光譜包括 HSI，但它還涵蓋多光譜圖像，通過更少、更寬和離散的光譜帶收集信息。成像光譜學(xué)專注于光譜信息的深入分析，可以使用光譜儀和光譜分析儀從奇點源收集光譜信息。HSI 僅指在許多窄且連續(xù)的光譜帶上進(jìn)行的測量。

由于 HSI 在數(shù)百個光譜帶中提供有關(guān)場景的大量信息，因此圖像本質(zhì)上變得難以可視化。為了分析所有光譜帶的所有信息，需要精細(xì)的圖像處理。HSI 使用的常見數(shù)據(jù)格式是光譜立方體和反射率曲線。

光譜立方體

通過空氣或星載傳感器的連續(xù)交叉軌道掃描，可以通過將不同波長的 2D 空間圖像堆疊在一起來創(chuàng)建 3D 立方體。圖1(b) 用空間 xy 平面和光譜 z 軸說明了這一點，其中將高反射率描繪為紅色，將低反射率描繪為藍(lán)色。

圖 1：高光譜數(shù)據(jù)立方體構(gòu)造

反射率曲線

對于高光譜圖像中測量的每個波長帶，都會生成光譜反射率圖像。這意味著可以為圖像中的每個像素繪制完整的反射率曲線。反射率曲線允許逐像素進(jìn)行深入的場景分析，并且通常與光譜立方體配對以分析感興趣的區(qū)域。反射率曲線可以想象為在 z(光譜)軸上從光譜立方體中取出切片，隔離 2D 圖像的特定像素或區(qū)域的反射率信息。

圖 2：圖1(a) 中感興趣區(qū)域的 HSI 反射率曲線

圖1顯示了高光譜數(shù)據(jù)立方體的分解圖，其中包含從 3D 堆棧獲取的 2D 單波段圖像以及圖像中單個像素的反射率曲線。

圖3：高光譜數(shù)據(jù)立方體的分解圖