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成像光譜儀的性能參數和應用

來源:上海五鈴光電科技有限公司   2016年07月04日 08:55  
   70年代末80年代初,在研究歸納各種地物光譜特征的基礎上,形成這樣一個概念:如果能實現連續的窄波段成像,那么就有可能實現地面礦物的直接識別,由此產生了光譜和圖像結合為一體的成像光譜技術。1983 年美國噴氣推進實驗室研制出*臺航空成像光譜儀(AIS-1),隨后包括中國在內的許多國家都研制成功了一系列成像光譜儀,其中有以線陣探測器為基礎的光機掃描型,有以面陣探測器為基礎的固態推掃型,也有以面陣探測器加光機的并掃型。
成像光譜儀主要性能參數是:(1)噪聲等效反射率差(NEΔp ),體現為信噪比SNR);(2)瞬時視場角(IFOV),體現為地面分辨率;(3)光譜分辨率,直觀地表現為波段多少和波段譜寬。
高光譜分辨率遙感信息分析處理,集中于光譜維上進行圖像信息的展開和定量分析,其圖像處理模式的關鍵技術有:⑴超多維光譜圖像信息的顯示,如圖像立方體的生成;⑵光譜重建,即成像光譜數據的定標、定量化和大氣糾正模型與算法,依此實現成像光譜信息的圖像-光譜轉換;光譜編碼,尤其指光譜吸收位置、深度、對稱性等光譜特征參數的算法;⑷基于光譜數據庫的地物光譜匹配識別算法;⑸混合光譜分解模型;⑹基于光譜模型的地生物物理化學過程與參數的識別和反演算法。
 
    成像光譜儀工作方式主要為推掃式,為了實現掃描過程,一般利用外接掃描平臺帶光譜儀運行;由于掃描平臺比較笨重,且增加了耗電量,給野外工作帶來諸多不便,所以現在型的成像光譜儀取消了掃描平臺,改為內置式掃描設計,減輕了整機重量和能耗,而且可以直接進行垂直向下測量,更利于野外使用。  
的成像光譜儀采用了透射型體相全息衍射光柵,其在可見光近紅外波段具有低雜散光、低吸收率特點;由于核心部分密封在玻璃或其它透明材質中,因此壽命長、容易清潔、抗刮檫,非常適合各種苛刻的野外的應用環境。
成像光譜儀在高光譜測量的基礎上,具有圖譜合一的優勢,可以到葉片一個點去探測作物不同脅迫癥狀的特征,又可獲取受脅迫作物面狀的光譜信息,點面結合綜合地反映作物遭受脅迫的程度。所以,成像高光譜已經成為國內外研究的熱點,學者們利高光譜成像技術量化地提取作物所遭受的各種脅迫特征,根據高分辨率的圖像對葉片及葉片的局部區域進行分析,從而在更加微觀的尺度上進行機理探測研究。
正是因為成像光譜儀可以得到波段寬度很窄的多波段圖像數據,所以它多用于地物的光譜分析與識別上。特別是,由于成像光譜儀的工作波段為可見光近紅外、短波紅外,因此對于特殊的礦產探測及海色調查是非常有效的,尤其是礦化蝕變巖在短波段具有診斷性和光譜特性。
 

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