כאשר קרינה אלקטרומגנטית פוגעת בגוף, מתרחשים מספר תהליכים הנובעים ממפגש זה. הגוף המואר מחזיר, בולע ופולט קרינה אלקטרומגנטית בהתאם להרכב הכימי-פיזיקלי שלו. ספקטרום הבליעה של חומר מסוים שונה מספקטרום הבליעה של חומר אחר. במובן זה, ניתן לזהות הימצאות חומרים באזור העניין על ידי בחינת התנהגות קרינת השמש בסביבתם.
תכונה זו של החומר, כל כך מובהקת עד כי ניתן לאפיין בצורה ייחודית חתימה ספקטרלית לכל חומר בטבע. זיהוי חומרים בסביבה מסוימת יתאפשר באמצעות טכנולוגיה המבוססת על צילום ספקטראלי.
תמונה: חתימות ספקטרליות של חומרים שונים
לטכנולוגיית חישה מרחוק זו, שימושים רבים והיא מאפשרת יצירת מידע רב לגבי תא שטח והפרטים המצולמים בו.
חקלאות מדייקת היא דוגמא מובילה לשימושים בחישה מרחוק היפר ספקטראלית. אחד האתגרים החקלאיים (בעיקר כאשר מדובר על שטחי חקלאות נרחבים) הוא היכולת לנטר בצורה רציפה ושלמה את מצב הגידולים: אחוזי לחות, פגיעה כתוצאה מיובש או ממזיקים הן דוגמאות הניתנות להתמודדות באמצעות חישה היפר ספקטראלית. חתימה ספקטראלית של צמחיה תשתנה בהתאם למצבה. כיום קיימות ספריות ספקטראליות ותוכנות פענוח המאפשרות לזהות בתמונה את כל המידע הדרוש לחקלאות מדייקת.
שימושים נוספים הם ניטור אדמות באזורים יבשים כגון דרום אפריקה. מדידות משקעים המשולבות עם ניטור כמויות מים יכולות להצביע על מגמת התייבשות ולעיתים אף בצורת.
- צילום מולטי ספקטראלי – צילום במספר ערוצים המאפשר איתור חומרים מסוימים. לרוב מדובר על עשרות בודדות של ערוצי צילום ולכן המידע המופק מלוויין כזה מוגבל לאיתור חומרים המתאימים לערוצי הצילום שנבחרו.
- צילום היפר ספקטראלי – צילום במאות ערוצים, המאפשר זיהוי חומרים בצורה טובה מאחר ומכסה תחום ספקטראלי רחב. צילום זה, כולל כמות ערוצים גדולה, רזולוציה ספקטראלית גבוהה ורציפות על פני התחום הספקטראלי הנבחר.
תמונה: המחשת ההבדלים בין צילום מולטי ספקטראלי להיפר ספקטראלי