高光譜成像系統主要由面陣相機、分光設備、光源、傳輸機構及計算機軟硬件等五部分構成。

光源是高光譜成像系統的一個重要部分，它為整個成像系統提供照明；分光設備是高光譜成像系統的核心元件之一，分光設備通過光學元件把寬波長的混合光分散為不同頻率的單波長光，并把分散光投射到面陣相機上；

相機是高光譜成像系統的另一個核心元件，光源產生的光與被檢測對象作用后成為物理或化學信息的載體，然后通過分光元件投射到面陣相機；計算機軟件和硬件用來控制高光譜成像系統采集數據，針對特定的應用進行圖像和光譜數據的處理與分析，同時還可以為高光譜圖像提供存儲空間。

隨著高光譜成像的光譜分辨率的提高，其探測能力也有所增強。

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。

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。

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