例如：人眼只能接收三个光谱频段中物体的光能量信号：红色，绿色和蓝色。也就是我们常称的发光三原色，但是事实上我们能够看到由这三种颜色的组合产生的橙色，紫色，青绿色等等的更细微的色彩。但是，我们并不不能区分纯黄色和红绿二色的混合色的差异，这也称之为“同色异谱”。但是高光谱成像却可以轻松分辨其中的区别。

上图，两种黄色，一种是“纯色”，另一种是红色和绿色的混合物，在视觉上可能无法区分，但由于它们的光谱差异，使用光谱设备却可以将其区分。

我们在进行试验的时候，使用光谱仪得到的数据代表在整个被探测范围内同入射光源相互作用的所有分子发出的光的平均值；而使用多光谱设备可以获取被探测范围内各点在几个特定频带上样品信息。因此，这两种设备均无法提供单个区域内非常精细的样品信息。

高光谱成像仪（HSI）可以类比为数百或数千个单点光谱仪紧密的排在一起并同时关注一片区域，每个光谱仪都独立工作，并获取自己所在位置的光谱信息。从HSI输出的数据是图片，或者视频流，这些图片或者视频中的每个像素都有自己的光谱，并且每一张光谱都包含数百个光谱频带。

高光谱成像技术的这种“全光谱”功能让人们可以看到一个场景中每一个可分辨的空间位置上的光谱信号，即得到了更多维度的信息。因此高光谱成像的应用场景很丰富，其中包括艺术品鉴别，农作物健康，海岸线测绘，森林，矿物勘探，城市和工业基础设施，生产线产品质量，环境监控等等。

高光谱的扫描方法和成像效果：

上图：频谱线扫描采集的示意图，其中λ代表波长，x和y 代表像素空间位置，t =随时间的采集。

下图：在传感器（焦平面阵列（FPA））所在的焦平面上的狭缝图像和风光后的光谱信息。

高光谱和多光谱的区别：

很多时候材料的反射率特征光谱相对于波长的变化可能非常复杂，而其他微小特征使用较粗糙的多光谱成像方法也有可能无法分辨。

上图中使用多光谱成像（左）识别无法分辨的物质，通过使用高光谱成像（右）被分辨出来。其原因是由于高光谱具有更多的光谱频带，因此可以通过更高的光谱分辨率准确地获得更复杂的指纹特征。

高光谱成像仪的使用原理：

高光谱成像主要用于测量光与物质相互作用后的反射光，因此也是一种表面测量技术。

在室外使用高光谱成像仪（HSI）时，太阳作为照亮感兴趣区域或物体的宽光谱光源。HSI通常装在无人飞行器（UAV）和有人驾驶飞机上以扫描大面积区域，或者安装在带有旋转平台的三脚架或其他坚固的地面支架上进行静态扫描。在室内使用高光谱传感器时，则需要使用人造宽光谱光源，例如卤钨灯，并且需要同时使用将传感器扫过样品或样品扫过传感器的方法获取数据。