多光谱和高光谱的10大区别

光谱成像于 1970 年代初首次引入，主要用于军事应用，最初被称为多光谱。由于光谱带的增加和连续几代成像的进步，引入了高光谱。多光谱和高光谱是具有类似技术的光谱成像类型。

它们是不同的成像方法，因其都有自己的应用空间，这样的应用空间已经发展到包括：遥感，如地图物种、矿产勘探、食品工程、农业、大气研究、生态学、医疗保健和农业。

多光谱遥感涉及获取可见光、近红外和短波红外图像。这些图像是在几个宽波段中获得的。因此，多光谱图像捕获电磁光谱特定波长范围内的图像数据。捕获的不同材料在这些不同波长下反射和吸收不同。在这种成像方法中，可以通过在这些遥感图像中观察到的光谱反射特征来区分材料，使直接识别成为不可能。

高光谱遥感是一种分析宽光谱的技术，而不仅仅是为每个像素分配原色，其主要目标是从场景图像中的每个像素获取光谱，以查找对象、检测过程或识别材料。高光谱遥感对光谱中的各种带宽进行采样，旨在提供丰富的数据集并检测单带宽成像传感器不可见的感兴趣对象。在下文中，更详细地概述了多光谱和高光谱遥感，差异如下：

1. 波段数

多光谱成像遵循低地球轨道和太阳同步。多光谱卫星沿 5 到 10 个频谱波段捕获数据。大多数情况下，它还捕获所有三种原色和红外部分中的几个块。

另一方面，高光谱成像可以检测光谱内的数千个不同波段。如果分析人员熟悉它们的光谱特性，则 Sich 图像对于检测某些物体和矿物非常有帮助。就像多光谱一样，他们的卫星也遵循太阳同步低地球轨道。

2. 光谱分辨率细节

光谱分辨率是指传感器测量的电磁光谱部分的数量和宽度。多光谱遥感的光谱分辨率较差。因此，它使得像高光谱传感器一样容易识别地球特征变得更加困难。原因是由于波段较宽，多光谱传感器被捕获的数量很少。 

另一方面，高光谱遥感具有较高的光谱分辨率，可以检测物体和矿物的光谱特性，提供了更好的能力去看到无形的东西。

3. 窄波段

多光谱遥感系统使用并行传感器阵列来检测少量更宽波段的辐射。同时，在高光谱遥感中，波段要窄得多。高光谱传感器中的这些众多窄带提供了跨越 整个电磁光谱的连续光谱测量。因此，这使它们对反射能量的细微变化更加敏感。

4. 能够使用人工智能和机器学习

多光谱遥感图像的信息含量较低，因此随着时间的推移继续使用相同的技术。由于这种成像技术缺乏信息丰富性，它面临着持续发展的障碍。另一方面，高光谱成像技术因信息量高而不断发展。因此，其有望成为全球范围内使用的主要遥感技术。

5. 复杂程度

由于多光谱遥感波段数量有限，数据分析和解释很简单，也更容易理解。同时，高光谱遥感的缺点之一是其复杂性。它有许多波段必须与之合作；因此，可能难以减少冗余或辛勤工作。

6. 图像特征

在多光谱数据中，光谱中的反射能量跨越更广泛的范围。这使得很难获得物体或表面区域的大量细节。这是因为波段要宽得多。而当涉及到高光谱数据时，图像会呈现每个波段的数百个点，因此需要观察更多的细节。波长被分成许多窄带，捕捉物体的独特光谱指纹或特征。因此，捕获的图像包含更多的数据，从而阻止任何分析人员检测土地和水特征之间的差异。

7. 相机差异

多光谱图像是使用特殊相机捕获的，这些相机使用过滤器或对特定波长敏感的仪器来分离波长。这些可能包括来自人眼不可见频率的光。另一方面，高光谱相机可以分别检测许多不同的波长。通过覆盖红外线和紫外线区域的一部分，它们还可以看到比人类更广泛的光谱。因此，在这种成像技术中，分析人员将获得二维图像，其中图像中的每个像素都包含一个连续的光谱。

8. 成本

多光谱传感器通常在一次观察中从三到六个光谱带收集数据。这些特性使它们具有成本效益。由于图像捕获并不复杂，因此购买和维护成本低廉。同时，高光谱成像可以在一次采集中收集数百个光谱带。由于需要更多的技术进步来生成更详细的光谱数据，因此这种功能使其价格昂贵。随之而来的是与传感器和图像成本增加、数据量和数据处理成本以及维护操作的高需求相关的问题。

9. 像素合成

在多光谱遥感中，每个像素都有一个离散的样本光谱。例如，某些波段每个像素可能有 4 到 20 个数据点，而在高光谱遥感中，每个像素都有一个连续的或完整的光谱。

10. 处理方法

多光谱遥感器处理有限的图像，高光谱遥感器处理方法包括光谱和图像。

—— 开源地理空间基金会中文分会