成像光谱仪的性能参数和应用

发表时间:2016-07-04      点击次数:630
   70年代末80年代初,在研究归纳各种地物光谱特征的基础上,形成这样一个概念:如果能实现连续的窄波段成像,那么就有可能实现地面矿物的直接识别,由此产生了光谱和图像结合为一体的成像光谱技术。1983 年美国喷气推进实验室研制出*台航空成像光谱仪(AIS-1),随后包括中国在内的许多国家都研制成功了一系列成像光谱仪,其中有以线阵探测器为基础的光机扫描型,有以面阵探测器为基础的固态推扫型,也有以面阵探测器加光机的并扫型。
成像光谱仪主要性能参数是:(1)噪声等效反射率差(NEΔp ),体现为信噪比SNR);(2)瞬时视场角(IFOV),体现为地面分辨率;(3)光谱分辨率,直观地表现为波段多少和波段谱宽。
高光谱分辨率遥感信息分析处理,集中于光谱维上进行图像信息的展开和定量分析,其图像处理模式的关键技术有:⑴超多维光谱图像信息的显示,如图像立方体的生成;⑵光谱重建,即成像光谱数据的定标、定量化和大气纠正模型与算法,依此实现成像光谱信息的图像-光谱转换;光谱编码,尤其指光谱吸收位置、深度、对称性等光谱特征参数的算法;⑷基于光谱数据库的地物光谱匹配识别算法;⑸混合光谱分解模型;⑹基于光谱模型的地生物物理化学过程与参数的识别和反演算法。
 
    成像光谱仪工作方式主要为推扫式,为了实现扫描过程,一般利用外接扫描平台带光谱仪运行;由于扫描平台比较笨重,且增加了耗电量,给野外工作带来诸多不便,所以现在型的成像光谱仪取消了扫描平台,改为内置式扫描设计,减轻了整机重量和能耗,而且可以直接进行垂直向下测量,更利于野外使用。  
的成像光谱仪采用了透射型体相全息衍射光栅,其在可见光近红外波段具有低杂散光、低吸收率特点;由于核心部分密封在玻璃或其它透明材质中,因此寿命长、容易清洁、抗刮檫,非常适合各种苛刻的野外的应用环境。
成像光谱仪在高光谱测量的基础上,具有图谱合一的优势,可以到叶片一个点去探测作物不同胁迫症状的特征,又可获取受胁迫作物面状的光谱信息,点面结合综合地反映作物遭受胁迫的程度。所以,成像高光谱已经成为国内外研究的热点,学者们利高光谱成像技术量化地提取作物所遭受的各种胁迫特征,根据高分辨率的图像对叶片及叶片的局部区域进行分析,从而在更加微观的尺度上进行机理探测研究。
正是因为成像光谱仪可以得到波段宽度很窄的多波段图像数据,所以它多用于地物的光谱分析与识别上。特别是,由于成像光谱仪的工作波段为可见光近红外、短波红外,因此对于特殊的矿产探测及海色调查是非常有效的,尤其是矿化蚀变岩在短波段具有诊断性和光谱特性。
 
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