l 光譜成像的定義
一般來說，光譜成像（Spectral Imaging）技術是指利用多個光譜通道進行圖像采集、顯示、處理和分析解釋的技術。如下圖所示，探測器件隨著波長的掃描而采集相應圖像，則可以得到光譜圖像序列。利用光譜圖像序列進行分析處理，不但可以得到光譜信息，還可以得到圖像信息，因此光譜成像技術是光譜分析與圖像分析的有機結合。
光譜成像示意圖
l 光譜成像技術的分類
1、 基于波段數量和光譜分辨率的分類
按照光譜波段的數量和光譜分辨率，光譜成像技術大致可以被分為三類：
① 多光譜成像技術（Multispectral Imaging）：
獲得的目標物的波段在3~12之間，具有10~50個光譜通道，光譜分辨率為△λ/λ=0.1，一般在100nm左右，主要用于地帶分類等方面。
② 高光譜成像技術（Hyperspectral Imaging）：
獲得的目標物的波段在100~200之間，具有50~1000個光譜通道，光譜分辨率為△λ/A=0.01，一般在10nm左右，被廣泛用于遙感中。
③ 超光譜成像技術（Ultraspectral Imaging）：
獲得的目標物的波段在1000~10000之間，具有10~100個光譜通道，光譜分辨率為△λ/λ=0.001，一般在1nm以下，通常用于大氣微粒探測等精細探測領域。
2、 基于探測器工作方式的分類
按照光譜圖像采集方式的不同，光譜成像技術主要可分為：
① 撣掃式（Whiskbroom）：
撣掃式光譜成像原理
上圖說明的是撣掃式線陣遙感成像光譜儀原理。這個儀器的核心部件是排列成線狀的光電探測器，它使不同波長的輻射能照射到線陣列的各個探測器件上。因而對于地面瞬時視場內的輻射能，分光后各波長的強度同時記錄下來。當傳感器平臺向前推進時逐個像元逐點成像，這將獲得具有多個連續光譜的窄波段的圖像。
② 推掃式（Pushbroom）：
推掃式光譜成像原理
推掃式線陣遙感成像光譜儀的工作原理如圖上所示。圖中的二維面陣列探測器，一維可用作光譜儀，另一維則為一線性陣列，以推掃的方式工作，地面目標的輻射能根據波長分散并聚焦到探測器面陣列上。圖像一次建立一行而不需要移動探測器件。像元的攝像時間長，系統的靈敏度和空間分辨率均可以得到提高。
③ 凝采式（Staring Imagers）
在這種工作方式中，常常采用單色器或電調諧濾波器實現光譜通道的切換。伴隨光譜通道的切換，探測器則采集相應圖像，如下圖顯微光譜成像系統。其中利用CCD攝像器件、圖像卡和計算機實現系統的數字化；利用氬燈和單色器進行激發光譜掃描；利用自主開發的系統軟件實現系統的操控、熒光光譜圖像的采集、處理和分析。
顯微光譜成像系統框圖
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