定义
为图像提供多个光谱通道的成像。
多光谱成像是指光谱成像方法，其中获得对应于至少几个光谱通道的图像 - 有时超过十个。 使用的光谱区域通常至少部分超出可见光谱范围，覆盖部分红外和紫外线区域。 例如，多光谱成像仪可以为近紫外、红光、绿光、蓝光、近红外光、中红外光和远红外光提供波长通道，有时甚至是热辐射（→热成像）。
原则上，人们也可以考虑将彩色摄影作为多光谱成像的手段，但多光谱成像仪通常提供不重叠的波长通道，并且通常也提供三个以上的通道。
虽然一些多光谱成像设备（也称为多光谱相机）用于空间卫星和飞机（见下文），但也有手持设备以及安装在工业环境中的成像设备。
多光谱相机通常针对特定应用进行定制，特别是关于使用的光谱波段。
操作原则
多光谱图像传感器
对于有限数量的波长通道（例如5或8），可以使用一种图像传感器，该传感器对于每个像素具有多个光电探测器，每个波长通道一个 - 类似于照相机中使用的RGB传感器。 虽然这种工作原理导致简单的光学设置，但它有一些局限性：
- 一个需要根据所需的光谱通道使用专门的图像传感器。
- 每个光电探测器覆盖一定区域，相应波长区域之外的所有光都丢失。 这意味着在灵敏度方面存在劣势，特别是当波长通道的数量变大时。
- 当成像系统需要覆盖非常宽的光谱区域时，可能很难获得高性能。
在这些地区，这种技术方法不是很普遍。
用于光谱扫描的多光谱轮相机
通过在具有宽带响应的传统相机上增加多光谱轮，可以实现光谱扫描。 这种轮包含多个光学带通滤光片，用于选择不同的波长区域。 轮子可以连续旋转，或者可以通过计算机控制一次随机选择一个过滤器。 这种技术方法的优点是可以根据具体应用轻松地从各种过滤器中进行选择。
相机或图像传感器的组合
可以采用相机的组合，例如一个用于可见光（具有3或4个通道）和一个或多个红外相机。 每个相机都可以配备带通滤光片，以将灵敏度限制在某个光谱区域。 然后，每个光学系统都可以针对相关光谱区域进行优化，并且需要不太专业的图像传感器。 缺点是需要多个相机物镜，并且需要确保获得的图像具有良好的空间重叠（这对于近处物体来说是最困难的）。
一种混合方法是对所有波长使用通用光学器件，但在将光发送到多个图像传感器之前将不同波长的通道分开。
扫描仪器
还可以采用扫描成像仪的原理，这最常用于高光谱成像。 最常见的方法是使用图像平面中的光学狭缝仅沿线选择图像信息，并在垂直于该线的方向上分散不同的波长分量。 需要通过组合相机、狭缝或物体不同方向的记录来组装完整的图像。 不一定在光谱色散方向上为每个像素分配一个光谱箱，而是根据所需的光谱通道组合多个像素。
线扫描的原理通常用于飞机和卫星等移动物体中的仪器；随后对垂直于飞行方向的一条线进行记录就足够了，并将它们组装起来以获得完整的图像，这些图像可以覆盖大的细长区域。 同样，固定式扫描仪器用于检测工业工厂传送带上的物体。
也可以使用点扫描，其优点是可以使用简单的光谱仪，例如声光可调谐滤波器。 但是，这会导致采集时间暂时更长，运动伪影更强。
多光谱成像的应用
下面简要介绍了多光谱成像应用的一些示例：
- 卫星上的多光谱仪器用于从空间进行各种地球监测，例如地质调查、环境监测和军事监测。 各种波长通道可用于监测植被（例如农作物、生物量测绘），而其他波长通道可用于检测矿物、未经授权的土地使用、建筑物等。
- 地球上较小的区域可以用飞机或无人机上的仪器进行监测，从而实现更高的空间分辨率。 其目的可能与卫星仪器类似，例如监测农作物的生长或森林火灾的探测。
- 天基或地面军事设施可用于探测和跟踪飞机和导弹。 多光谱数据有助于获得有关这些物体的更具体信息。
- 对于医学诊断，可以拍摄多光谱图像，例如皮肤图像。
- 一些应用是比色法；它不仅可以获得比RGB类型更完整的光谱信息。
- 具有特定光谱特征的物体可用于身份验证目的，从而避免简单地使用彩色复印机。
