上世纪90年代，在中国航空遥感领域开拓者-童庆禧院士积极倡导下，国内成像光谱技术逐步发展起来，相关高光谱成像机理、图像立方体数据处理及其多领域应用也得到不断拓展和完善。中科院遥感所高光谱室是国内最早从事高光谱遥感研究的机构之一，提出和发展了一系列高光谱遥感信息处理分析模型、方法，开发了相应的专业处理软件，并广泛开展了高光谱遥感的应用基础研究和应用示范。
高光谱研究室自主研发的高光谱图像处理与分析软件系统HIPAS是国内第一套具有完全自主知识版权、主要面向高光谱遥感数据的专业图像处理与应用软件，获得国家科技部2003国产遥感软件评测专业遥感处理平台组优秀奖。自主开发了国内第一个以内陆水质动态遥感监测为目标、面向环保部门业务化运行需要的环境遥感监测软件系统，其成果获得国家环保局环境保护科技成果认证。开发了国内数据最完整的中国典型地物标准波谱数据库系统中的一个子系统：“中国典型岩矿标准波谱数据库系统”。在积淀20多年来的研究成果基础上，准确把握本领域研究前沿，出版了高光谱遥感领域专著2部：《高光谱遥感——原理、技术与应用》（高等教育出版社）、《高光谱遥感的多学科应用》（电子工业出版社）
高光谱研究室的主要研究方向除了高光谱分辨率遥感研究外，还在高空间分辨率遥感及光学遥感器的系统研制、检校、定标及遥感应用等方面进行了技术探索。研制的多模态相机系统MADC在四川汶川地震和青岛奥帆赛区浒苔监测中均发挥了重要作用，获取了一大批高质量的航空图像，制作了相关专题图，为适时决策提供了快速准确的依据。
高光谱研究室现有科研人员14名，其中1名院士，6名研究员，5名副研，2名助研；博士硕士研究生30名左右。高光谱研究室致力于高光谱遥感领域的技术和应用发展，承担过国家的863、国家科技支撑计划、自然基金、中科院创新、北京科委、大科学工程、高分重大专项等多项科研项目，近5年平均年科研经费达500万，获省部级奖2项，发表论文170余篇，其中SCI 28 篇，EI 72篇，出版专著3本，软件著作登记权9个。
重要研究方向
1、高光谱分辨率遥感
探索新型高光谱遥感成像机理，重点研究不同空间尺度和光谱尺度下的高光谱遥感信息处理分析模型、方法，发展相应的专用处理软件，开展高光谱遥感的多学科应用基础研究和应用示范。
•基于图像自身的大气参数反演与图像反射率标定
•高光谱图像特征分析模型与精细分类算法
•高光谱遥感地物识别与目标探测算法
•高光谱遥感混合像元分解与丰度反演算法
•面向精准农业应用的高光谱遥感植被理化参量反演
•面向水环境监测的高光谱遥感水质参数反演
•面向地质填图的高光谱遥感矿物识别方法模型体系
•面向城市能耗监测的热红外高光谱遥感探测机理研究
•面向高光谱遥感专业应用的处理与分析软件系统开发
2、高空间分辨率遥感
探索新型高空间分辨率遥感成像机理，开发具有高空间分辨率的航空光学遥感系统，重点研究宽覆盖成像技术、多传感器同步控制技术、高速采集和存储技术、快速数据预处理技术等，为基础数据获取和应急反应提供设备和技术支撑。
•单镜头单CCD视场拼接原理及实现
•多镜头多CCD视场拼接原理及实现
•多光谱及多角度航空光学影像获取
•多相机高精度同步触发及控制
•相机系统与GPS、POS系统同步控制
•高速采集、大数据量传输和存储方法研究
•基于光学拼接原理的系统辐射纠正方法研究
•基于光学拼接原理的系统几何校正方法研究
•快速预处理算法研究及软件开发
3、光学遥感器检校与定标
探索高精度光学遥感器的参数检校与定标方法，研究光学相机和成像光谱仪的基本参数测定方法，光学相机的畸变、内方位元素测量，成像光谱仪的内方位元素测量，光学遥感器的辐射特性测量及定标，实验室静态与飞行动态定标方法等。
•光学镜头焦距测定方法
•光学镜头畸变及内方位元素测量方法
•光学镜头辐射特性测量及纠正
•光学传感器的光谱响应函数测量及校正
•光学传感器的像元一致性测量及校正
•实验室二维/三维检校场建立及方法研究
•光学参数野外测量与定标方法研究
•飞行动态检校与定标方法研究
4、其他研究方向
遥感图像智能处理算法和模型研究
•高分影像分割智能算法和模型
•高光谱影像特征提取智能算法和模型
•多星、多传感器自动配准智能算法研究
•遥感影像分类和变化检测智能算法研究
•动态影像目标识别与跟踪
•遥感信息智能处理软件开发与集成
地球系统科学与量子遥感研究
•地球系统科学研究
•量子遥感实验与理论研究
•数字人体基础理论与应用研究
地质遥感研究
•高光谱地质遥感研究
•宽波段地质遥感研究
•地质遥感应用方法研究
•地质勘探