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高光譜成像（Hyperspectral Imaging，簡稱 HSI）是一種同時獲取目標空間圖像信息和連續精細光譜信息成像技術。以SHIS凝視型高光譜相機為例，它將光線分解為數百個窄而連續的波段（如400~1000nm范圍內256個波段），為每個像素生成一條完整的光譜曲線。
與傳統相機只能捕捉紅綠藍三個寬波段不同，高光譜成像的核心在于其數據結構，它生成一個三維數據立方體，其中x和y軸代表圖像的空間位置，而z軸則代表光譜維度，記錄了每個像素在不同波長下的反射強度形成了豐富的光譜信息層。
高光譜成像的強大之處在于每種物質都具有光譜特征，就像人類的指紋一樣，植被在近紅外波段有強烈反射，水體在藍綠光區域表現出強吸收特性，而土壤在紅光區域有明顯特征，通過分析這些光譜指紋，我們可以準確識別和區分不同的物質。
高光譜成像還分不同的技術路線，有凝視型、推掃型和快照型，應用不用技術路線對應的產品也不同。凝視型高光譜成像是利用LCTF，在設定波長范圍內,對入射光進行連續細分窄波段分光,對每個波段進行高分辨率的二維面陣成像,從而獲得完整的高光譜圖像序列。代表產品有（中達瑞和）SHIS系列高光譜相機。
推掃式高光譜成像采用光柵分光,在設定波長范圍內,對狹縫入射光進行超高分辨率光譜采集,然后利用推掃運動,對物體進行空間掃描成像,從而獲得完整的高光譜圖像序列。代表產品有（中達瑞和）VIX系列高光譜相機。
高光譜成像技術憑借其強大的物質識別能力在眾多領域都有重要應用，在遙感監測中用于環境變化追蹤，在精準農業中進行作物健康診斷，在食品安全領域進行品質檢測，在礦產勘探中識別礦物成分，在醫學診斷中檢測組織病變，這些應用充分展現了高光譜成像技術的巨大價值。