高光谱相机和多光谱相机的区别是什么(高光谱和多光谱的优缺点)

导语：高光谱相机和多光谱相机的区别

了解成像技术的发展历史可以帮助我们更好地理解高光谱成像技术。第一阶段是灰度图像，可以认为是全色波段或单波段，不能显示物体的颜色，即黑白照片。第二阶段是彩色图像阶段。通过选择红、绿、蓝三种特定波长的光谱信息，合成图像信息，得到彩色图像。第三阶段是多光谱图像，在彩色图像中加入某一波段的光谱信息，通常由特定波段的滤光片组成的多光谱系统获得。第四阶段是高光谱图像，即进一步缩小波段宽度，增加单位波段数，形成连续的光谱信息。成像技术的整个发展史可以看作是不断丰富光谱信息的过程。下文详细讨论了多光谱和超光谱遥感之间的差异。

1.波段数不同

如果成像系统能达到100个谱段以上，我们一般称其为高光谱相机，否则是多光谱相机。另外一种公认的区分方法是：高光谱成像技术一般使用一段或者多段连续的波长范围，下图给出了多光谱和高光谱的最显著区别示意图。

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。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.波段宽窄不同

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。高光谱相机可以提供平滑的光谱、更高的光谱分辨率，可描绘窄光谱；而多光谱相机提供的更像是锯齿状的光谱图，描绘的光谱较宽。

4.信息量差别

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。高光谱遥感的缺点之一是其复杂性。它有许多波段，可能难以减少冗余或辛勤工作。

5.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。可能包括来自人眼不可见频率的光。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，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。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。

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