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高光谱相机是一种能够获取物体在连续光谱波段反射信息的成像设备。与普通相机只能捕获红绿蓝三个波段不同，高光谱相机通过光栅分光技术，能够同时获取数百个连续的光谱通道信息，为每个像素提供完整的光谱特征曲线。
电磁波谱包含从伽马射线到无线电波的广阔范围，而可见光只占其中很小一部分，波长约为400到700纳米。普通相机只能捕获红绿蓝三个宽波段的信息，而高光谱相机能够将可见光和近红外光谱细分为数百个连续的窄波段，每个波段宽度通常只有几纳米，从而获得物体的详细光谱特征。
从数据结构角度看，普通相机输出的是二维图像数据，每个像素包含红绿蓝三个数值，数据结构为宽乘高乘3。而高光谱相机输出的是三维数据立方体，每个像素不仅有空间位置信息，还包含完整的光谱曲线，数据结构为宽乘高乘波段数，通常有数百个光谱通道，形成了丰富的光谱维度信息。
高光谱相机主要有三种技术实现方式。推扫式通过平台运动逐行扫描获取图像，适合航空航天遥感。凝视式使用面阵探测器同时获取空间和光谱信息。快照式能瞬时获取完整的高光谱数据立方体。推扫式是最常用的方案，通过光栅将入射光分解为不同波长，由线阵探测器接收，随着平台移动完成二维空间扫描。
普通相机主要应用于摄影艺术、安防监控、娱乐影视等日常领域，注重视觉效果和成本控制。而高光谱相机则专注于专业应用：在农业中可以检测作物病害和营养状况，在地质勘探中识别矿物成分，在食品工业中检测品质和安全，在医学领域进行组织诊断。高光谱技术能够识别肉眼无法区分的细微差异，为科学研究和工业应用提供精确的光谱信息。