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高光譜成像技術能在紫外、可見光、近紅外和中紅外區域、獲取許多非常窄且光譜連續的圖像數據。
1、礦物光譜識別特征參數
礦物光譜主要取決于物體內電子與晶體場的相互作用，以及物體內的分子振動。在晶體場作用中由于離子能級的躍遷會引起吸收特征的變化，但反射光譜主要還是由礦物的差異引起的，它與粒徑無關。電子從一個原子到另一個原子的轉移也會對光譜產生影響，例如Fe-O的電子轉移就會引起光譜吸收位置向紫外方向移動。所以，礦物光譜吸收機理包括金屬陽離子在可見光區域的電子過程以及陰離子基團在近紅外區域的振動過程。
由于電子在各個不同能級間的躍遷而吸收或發射特定波長的電磁輻射，從而形成特定波長的光譜特征，因此，不同晶格結構的巖石礦物成分有其不同的光譜特征。這是利用高光譜數據尋找巖礦的物理前提問。
高光譜地質遙感主要是利用高光譜數據識別各種礦物成分、它們的豐度以及制圖（礦物成分空間分布）。其主要研究內容包括從許多光譜參數中提取各種地質礦物的定性、定量信息。光譜吸收特征包括吸收波段波長位置、深度、寬度、斜率、對稱度、面積和光譜絕對反射值等參數。
2、高光譜數據處理和分析技術
高光譜遙感數據波段眾多，數據量龐大，為快速、準確地從這些數據中提取資源與環境信息，識別不同的物質，揭示目標的本質，則需要依據實際應用的數據處理的要求對海量數據進行處理和分析。
高光譜數據處理與分析的首要目標是實現對地觀測海量數據處理能力，同時要求比較精確的定量分析能力。近年來，隨著高光譜遙感理論的不斷完善以及機載和星載高光譜傳感器的日益成熟，高光譜遙感技術在資源勘查、環境評價以及軍事研究等領域得到廣泛應用。同時，在數據處理方法研究方面，隨著該技術應用領域的逐漸拓展和深入，相應的遙感數據處理方法亦不斷創新和完善。目前，針對高光譜數據特點，基于多光譜遙感已有的成熟的數據處理方法，并結合現代信息技術，眾多國內外科研工作者通過大量的科研實踐，又發展了不少技術方法，并在相關的領域取得了成功。
蝕變帶是找礦的重要依據，蝕變帶在2.2微米處具有光譜吸收特征，其吸收光譜的半帶寬在10納米到50納米之間，因此，具有10納米光譜分辨率的成像光譜儀就有能力直接通過遙感發現蝕變帶，以確定找礦的靶區。
同時，通過對植被光譜特征的分析也是找礦的依據，由于礦物中金屬離子對植被的侵蝕，會引起植被的病變，使得植被近紅外高反射峰就會向短波方向移動5-20納米，成為“紅邊藍移”現象。高光譜遙感就有能力發現這種現象。
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