首先，我们要知道普通光学相机在自然光下拍的照片其实并不包含完整的光谱信息，一般在遥感领域，多/高光谱数据应该包含近红外波段，例如Landsat有如下波段：

编号 波长（µm）

1 0.433–0.453 深蓝/紫外

2 0.450–0.515 可见光-蓝

3 0.525–0.600 可见光-绿

4 0.630–0.680 可见光-红

5 0.845–0.885 近红外

6 1.560–1.660 短波红外

8 0.500–0.680 短波红外

8 0.500–0.680 全色

9 1.360–1.390 主要用于云层

10 10.6-11.2 热红外

11 11.5-12.5 热红外

由此可见，普通的可见光相机只记录了2/3/4三个波段的信息，其它波段都被丢掉。并且，对于可见光相机而言，RGB三色图像的三个波段是通过拜耳阵列排列在传感器上的，每个颜色的像素上都覆盖着对应颜色的滤色片。接下来具体分析一下各种图像的特点及区别。

一、RGB图像

正如上面所讲，RGB图像只记录了三个波段信息,其他波段信息都已经丢掉了，所以RGB图像也无法恢复到高光谱图像。

二、全色图像

全色图像是单通道图像，全色是指全部可见光波段0.38~0.76um，全色图像为这一波段范围的混合图像。因为是单波段，所以在图像上显示的是灰度图。这种全色遥感图像一般空间分辨率高，但无法显示地物色彩，也就是光谱信息少，因此，我们通常会将全色图像和多波段图像进行融合，得到高分辨率的彩色信息图像。

补充：这里说一下分辨率和像素的概念。

（1）像素（px）：是画面中最小的点（单位色块），每张图片都是由色点组成的，每个色点称为一个像素。像素的大小是没有固定长度值的，不同设备上1个单位像素色块大小是不一样的；

（2）分辨率=画面水平方向的像素值 * 画面垂直方向的像素值。分辨率可以分为两方面：屏幕分辨率和图像分辨率。屏幕分辨率：屏幕分辨率是屏幕每行的像素点数*每列的像素点数，每个屏幕有自己的分辨率。例如，屏幕分辨率是1024×768，也就是说设备屏幕的水平方向上有1024个像素点，垂直方向上有768个像素点。像素的大小是没有固定长度的，不同设备上一个单位像素色块的大小是不一样的。例如，尺寸面积大小相同的两块屏幕，分辨率大小可以是不一样的，分辨率高的屏幕上面像素点（色块）就多，所以屏幕内可以展示的画面就更细致，单个色块面积更小。而分辨率低的屏幕上像素点（色块）更少，单个像素面积更大，可以显示的画面就没那么细致。图像分辨率：图像分辨率是指每英寸图像内的像素点数。图像分辨率是有单位的，叫 像素每英寸。例如，一张图片分辨率是500x200，也就是说这张图片在屏幕上按1:1放大时，水平方向有500个像素点（色块），垂直方向有200个像素点（色块）。在同一台设备上，图片分辨率越高，这张图片1:1放大时，图片面积越大；图片分辨率越低，这张图片1:1缩放时，图片面积越小。（可以理解为图片的像素点和屏幕的像素点是一个一个对应的）。
但是，在屏幕上把图片超过100%放大时，为什么图片上像素色块也变的越大，其实是设备通过算法对图像进行了像素补足，我们把图片放的很大后看到的一块一块的方格子，虽然理解为一个图像像素，但是其实是已经补充了很多个屏幕像素；同理，把图片小于100%缩小时，也是通过算法将图片像素进行减少。

三、高光谱图像

首先说明高光谱成像的工作原理。高光谱相机与普通相机大多数操作都相同。最大的区别是用于扑捉图像的传感器（CCD，CMOS）不同。光聚焦到传感器上，传感器扑捉整个波长范围生成图像，此范围的波长通道数超过了普通相机采集的通道数（红色通道，绿色通道，蓝色通道）。依赖于特定的高光谱相机，图像可有7~100个通道，每一个通道扑捉指定波长的光。由高光谱相机采集的数据作为一个“图像立方体”（"Image Cube"）存储。图像立方体之所以这样命名是因为数据的结构可以想象为3维。像传统的图像一样，其中图像的两维是空间两维，由图像中的像素组成。第三维是光谱——对于每一个像素都有许多波长的采样。在传统的彩色图像中，维数的深度是3（红绿蓝）。在高光谱图像中维数等价于通道数（例如7 - 100）。每一个像素的采样都可以针对此像素生成一个“光谱特征”。“光谱特征”可以用于发现场景（scene）中的材料组成，相比较传统的彩色相机采集的RGB信息，它们能够提供的更多特征。不同的材料有唯一的光谱特征，而且这些特征是独立的（isolated），可分类的（classified），可保存的（saved）和可比较的（compared）。通过构建一个光谱特征库，我们可以对图像进行强有力的分析，不仅仅是说像素的棕色的，基于它的光谱特征我们知道这个像素是橡木（Oak Wood）。

高光谱图像是由很多通道组成的图像，具有多少个通道需要看传感器的波长分辨率，每个通道捕捉指定波长的光。把光谱想象成一条直线，由于波长分辨率的存在，每隔一定距离才能看到一个波长。‘’看到‘这个波长就能收集该波长及其附近一个小范围的波段对应的信息，形成一个通道。也就是波段对应一个通道。如下图所示。

对于多光谱

对于多光谱图像，可以看成是高光谱图像的特例，多光谱图像波段数比高光谱图像相对少一些，一般有几个到十几个。

注：光谱通道越多，其分辨物体的能力越强，即光谱分辨率越高。 但空间分辨率就越低。这是因为光进入相机镜头，光电感应装置将光信号转换为电信号，量化电脉冲信号，记录为一个像素值。传感器响应函数设计为，要使光电感应装置产生这个电脉冲信号，光子强度必须达到一个阈值。进入镜头的光子数量取决于:相机的感受野大小，镜头能通过的光子。多光谱图像要分出多个波段，镜头会分光，红滤镜只过红光，蓝滤镜只通过蓝光，假设相同的光打到全色与多光谱镜头上，显然因为滤光的缘故，多光谱感光器接收到的光子要少于全色感光器。而这些光子已经足够全色产生电脉冲，却不够多光谱产生电脉冲，这时，为了接收到更多的光子，多光谱相机需要更大的感受野。这就好比我们在一张纸上画图，全色看了一眼北京市，就吃够了光子，多光谱需要看一遍河北省，才能吃的和全色一样饱。后面接收光子的底片一样大，也就是说将北京市和河北省画到同样大小的一张纸上且占满整张纸，显然北京市的一张纸细节要多的多，而河北省的红绿蓝三张纸却一片模糊。

参考：

https://www.zhihu.com/question/54688096

https://blog.csdn.net/Chaolei3/article/details/79404806

https://www.zhihu.com/question/21149600

http://blog.sina.com.cn/s/blog_15183f5750102vxgm.html