Hyperspektralsensoren sind Geräte, die Bilder mit einem weiten Teil des elektromagnetischen Spektrums aufnehmen. Diese Sensoren erfassen ein Bild in mehreren Schichten oder Spektralbändern, die jeweils einen Teil des Spektrums darstellen. Diese Spektralbänder werden dann kombiniert, um ein dreidimensionales zusammengesetztes Bild zu bilden. Die resultierenden Bilder oder hyperspektralen Würfel ermöglichen eine definitive Tiefenschichtanalyse der Materialien oder Mineralien, aus denen der gescannte Bereich besteht. Hyperspektrale Bildgebung ist ein wertvolles diagnostisches Werkzeug in den Bereichen Physik, Landwirtschaft, Überwachung und Mineralogie.
Der Mensch kann nur Bilder im sichtbaren Lichtanteil des elektromagnetischen Spektrums wahrnehmen. Mehrere Lebewesen in der Natur wie die Fangschreckenkrebse können Objekte in einem viel größeren Bereich „sehen“, einschließlich ultraviolettem und infrarotem Licht. Hyperspektralsensoren haben die gleichen breiten spektralen Empfindlichkeitseigenschaften und erkennen reflektierte Lichtwellenlängen, die für das menschliche Auge unsichtbar sind. Hyperspektrale Bildgebungsgeräte zeichnen diese Bilder in wellenlängendefinierten Schichten oder Spektralbändern auf. Verschiedene Materialien und Mineralien reflektieren unterschiedliche Lichtwellenlängen auf einzigartige Weise, wodurch das Gerät ein genaues kompositorisches Querschnittsbild jedes Objekts erstellen kann.
Die spektralen „Signaturen“ der meisten Materialien sind bekannte Faktoren, die eine einfache Identifizierung der vom Sensor erfassten Informationen ermöglichen. Dies kann den Explorationsprozess bei der Suche nach Erzen und Öl erheblich beschleunigen. Hyperspektralsensoren bei dieser Art der Erkundung werden typischerweise in Leichtflugzeugen transportiert und die gesammelten Daten werden bei der Landung assimiliert. Geografische Spektralanalysen werden auch aus dem All über satellitengestützte Sensoren durchgeführt. In diesen Fällen werden die gesammelten Daten per Funk zur Erde zurückgesendet.
Hyperspektrale Sensoren werden auch häufig in der Agrarindustrie verwendet. Dort werden sie verwendet, um Bilder zu erstellen, die bei der Früherkennung von Ausbrüchen von Pflanzenkrankheiten helfen können. Sie werden auch verwendet, um den Nährstoffgehalt in stehenden Kulturen und den Wassergehalt im umgebenden Boden zu bestimmen. Eine weitere wichtige Anwendung der hyperspektralen Bildgebung in der Landwirtschaft ist der Nachweis von tierischen Proteinen in Viehfutter. Diese Informationen werden dann als Gegenmaßnahme gegen die sich ausbreitenden Tierkrankheiten wie den Rinderwahnsinn verwendet.
Auch die Sicherheits- und Überwachungsindustrie nutzt Hyperspektralsensoren regelmäßig. In diesen Anwendungen werden die Sensoren verwendet, um zwischen echter Vegetation und Tarnfarben zu unterscheiden und Bereiche mit starkem Verkehrsaufkommen zu erkennen. Sie können auch unterirdische Stellungen lokalisieren und die Lage von Minenfeldern identifizieren. Ermittler können auch Hyperspektralsensoren verwenden, um kürzlich gestörte Erde zu lokalisieren, die die Position von Gräbern oder vergrabenen Objekten anzeigen kann.