多光譜成像技術自從面世以來,便被應用于空間遙感領域。而隨著搭載平臺的小型化和野外應用的需求,光譜成像儀在農業、林業、軍事、醫藥、科研等領域的需求也越來越大。而在此之前成像技術并沒有那么高，只能對特定的單一的譜段進行成像。雖然分辨率高但是數據量大難以進行分析、存儲、檢索，而多光譜成像是將所有的信息結合在一起，這不僅僅是二維空間信息，同時也把光譜的輻射信息也包含在內，從而在較寬的譜段范圍內成像。

多光譜相機的基本構成

1.光學系統

可以在各個譜段內范圍內成像，可以很好的的控制雜散光，是多光譜相機較重要的部分，對工作譜段范圍和分辨能力起了決定性的作用，還可以設定工作焦距、視場角大小等。

2．控制和信息處理器

控制監督多光譜相機的整個工作過程，并收集圖像數據，并進行儲存。

3.熱控裝置

由溫度控制器、隔熱材料、散熱器、熱控涂層等組成。

4．其他結構

物鏡、電路系統、探測器及其他零配件。

多光譜相機的工作譜段范圍

人眼所能能識別的光譜區間為可見光區間，波長從400nm到700nm；普通數碼相機的光譜響應區間與人眼識別的光譜區間相同，包含藍、綠、紅、 三個波段；而多光譜相機的工作譜段范圍在其基礎上，可以分可見光、近紅外光、紫外光等每臺多光譜相機的分辨率不同，所應用的領域也不同。

就比如說我們在做植被調查的時候，植被的可見光波段對綠色比較敏感對紅色和藍色反射較弱。相對于可見光波段，植被在近紅外波段具有很強的反射特性，多數植被在可見光波段的光譜差異很小。而在近紅外波段的光譜差異較大，光譜差異越明顯越有利于分類。

光譜特性

我們知道像素運用復雜的大氣準則來，復原反射光譜和輻射光譜所的到的數據分析，得到不同物質的反射率不同，稱之為光譜特征。如果有足夠的光譜特證，可用于識別場景中的專用材質，其中包括光譜范圍、寬度、分辨率。范圍是指相機獲取圖像來自的光譜段，譜段的寬度反映了譜段設置的要求、通過努力衡量大氣中物質的光譜特性還有傳感器的光譜響應，就要考慮 大氣中的吸收和散射。

多光譜相機的光學系統

光學系統是指由透鏡、反射鏡、棱鏡和光闌等多種光學元件按一定次序組合成的系統。通常用來成像或做光學信息處理。曲率中心在同一直線上的兩個或兩個以上折射（或反射）球面組成的光學系統稱為共軸球面系統，曲率中心所在的那條直線稱為光軸。其中參數包括焦距、視場角、相對孔徑等。

多光譜相機的反射光學系統

如果光學系統中的光學鏡片為反射鏡，則此系統稱之為反射系統，反射式光學系統較大的優勢就在于其光譜范圍很大，對各個譜段都適用，并且不需要矯正二級光譜，但是因選用的是非球面鏡片，會使系統的加工和裝配變得十分困難，增加制作工藝難度。

光譜相機的分光系統

對于多光譜相機來說除了光學系統以外，分光系統也十分重要，因為多光譜相機需要對各個譜段進行成像分析，較終將這些圖像數據結合在一起，這就要求能將光線進行分光的器件，無論采用哪種分光模式都必須滿足配準的需求。

較早出現的分光方式是利用棱鏡或者是光柵分光，相對來說技術比較成熟，應用也比較廣泛，隨著發展也有了邁克爾遜雙光束干涉分光、offner凸光柵光譜成像系統等。

審核編輯：湯梓紅