光学遥感对地成像过程中的邻近效应模拟分析

光学遥感的邻近效应可以看作大气点扩散函数(PSF)和地表辐射场的卷积,通过逆向蒙特卡罗法模拟大气PSF,利用辐射传输模型MODTRAN计算地表辐射场,获得遥感器入瞳处的辐亮度值.开展不同对比度目标背景物在典型条件下的邻近效应模拟与分析,结果显示:目标和背景的反射率分布对邻近效应影响很大,背景反射率越大,邻近效应占总辐射的比例越高;暗目标在亮背景下的邻近效应明显大于亮目标在暗背景下的邻近效应;固定成像高度和区域,空间分辨率越高,邻近效应越明显;地面气象视距对邻近效应的影响非常显著,气象视距增大,邻近效应减弱;太阳天顶角增大,邻近效应减弱.模拟结果为高分辨率光学遥感成像系统高精度建模和邻近效应校正算法研究提供了依据.     

海雾对3～5μm和8～14μm红外辐射的衰减特性

分析了Khrgian-Mazin模型描述雾的粒度谱分布的可靠性,利用该模型和米氏散射理论计算了世界上典型地区的海雾对3～5μm和8～14μm大气窗红外辐射的衰减,并将计算结果和红外波段内的10.6μm激光辐射在雾中衰减的实测结果相比较,得出了两个大气窗内海雾对红外辐射展减的一般规律.     

垂直角度光学遥感影像邻近像元影响纠正

邻近像元影响是指经非观测目标反射的光子,再经大气的散射到达传感器,从而在某种程度上使地物边缘模糊的现象;邻近像元影响往往使影像的对比度降低,细部信息大量丢失.本文介绍了基于三维辐射传输模型SHDOM(Spectral Harmonics Discrete Ordinary Method)建立的经验方程,结合大气辐射传输方程对邻近像元影响进行纠正、获取地物真实反射率的方法,并用该方法对垂直观测成像的Landsat7 ETM 影像进行了邻近像元影响纠正,经过纠正后,像元之间的空间自相关性远远小于纠正影像的空间自相关性,同时,影像质量有了明显的提高,对比度增强,地物的细部信息更加明显,收到了较好的效果.     

卫星遥感像元邻近效应的模拟试验

定量遥感需要对遥感影像进行大气校正,在大气校正过程中,去除邻近效应的影响是一个比较重要的环节.对邻近效应的移除依赖于对影响邻近效应的主要因子及影响机制的认识,为此研究了影响邻近效应的主要因子及影响机制.文中利用MODTRAN模型对不同对比度目标物在不同条件下的邻近效应进行了模拟,得出能见度对邻近效应的影响最大,其次是卫星天顶角,太阳高度角对邻近效应的影响最小;在能见度较高时,辐射率变化百分率曲线形状接近背景反射率曲线,但这种情况在能见度较低时并没有出现;在能见度较高时,随着波长增加,辐射率变化百分率逐渐减小,但在能见度较低时,这种关系没有出现.表明随着能见度减小,其对邻近效应的影响也呈现复杂化.模拟结果为消除邻近效应的影响提供了依据.     

3～5μm红外探测器的辐射定标

在对目标进行红外跟踪测量时,为了得到目标空间位置的同时,获得其红外辐射特性数据,设计了一套红外焦平面阵列探测器的实验室辐射定标系统。以高精度的面源黑体为标准辐射源,对成像范围为3～5μm的中波红外探测器进行了响应度的标定。首先建立定标数学模型,确定定标流程;然后使用线性回归统计模型对响应度曲线进行拟合并评估,针对一般线性最小二乘法对局外点(outlier)敏感的缺点,提出Robust优化算法;最后,在外场对温度和特性已知的目标进行测量,通过实验室得到的响应度曲线和大气透过率参数进行红外辐射特性数据的反演,得到实际测量值与理论值的相对误差小于2%。结果表明,Robust优化算法能有效改善红外焦平面阵列响应度非线性引起的反演不确定度。     

200～5．0μm红外临边辐射光谱与

基于先进的临边探测方式，利用成熟的辐射传输模式MODTRAN4，对中红外2-5μm大气临边辐射的光谱特性和垂直分布特征进行模拟，并针对不同大气／气象条件以及太阳／探测器位置，对临边辐射垂直分布的敏感性进行了模拟和分析，给出了有意义的结果。     

用于3～5μm中红外固体激光器的光学薄膜

文章介绍了一种3-5μm中红外固体激光器所用光学薄膜的制备过程,重点说明如何进行膜系设计、工艺实验等,研究的目的是最终使中红外激光器光参量振荡器中输入镜和输出镜的指标达到用户要求。     

3～5μm固体激光器

概述了中红外激光器的应用背景,介绍了国外研究现状及发展趋势,提出了用固体办法实现中红外激光有效输出的技术途径和方案,对固体中红外激光输出所需要的2 μm激光泵浦源技术进行了探讨和方案比较,最终选用了OPO技术间接获得2μm激光的方案.以二极管泵浦1.06 μm激光为泵浦源,采用双谐振腔内KTP OPO的方式,进行了激光实验,实现了功率23.9 W的2 μm波长激光输出.在此2μm激光泵浦源基础上,提出了实现室温运转的中红外固体激光ZnGeP2 OPO的技术方案并进行了实验,最终成功实现中红外激光输出,在约5 kHz时,中红外激光输出功率4.09 W.     

3～5μm稀土离子掺杂中红外光纤激光器的研究进展(特邀)

3～5μm中红外波段是一个极特殊的电磁波谱区间,它不仅覆盖着众多分子与原子的本征吸收峰,同时还是大气透明窗口之一。此波段的激光器在气体探测、生物医疗、国防等众多领域都具有很大的应用前景。文中围绕常用于3～5μm光纤激光产生的三种稀土离子(即Er³⁺、Ho³⁺和Dy³⁺),对基于这些离子掺杂的连续和脉冲中红外光纤激光器的发展现状进行了梳理,最后对3～5μm掺稀土离子光纤激光器的发展进行了展望。     

提高红外诱饵3－5μm选择辐射的途径探讨

红外诱饵的有效辐射是３—５μｍ波段的红外辐射，本文就如何提高红外诱饵在３—５μｍ波段的选择辐射的三种途径进行了初步探讨。     

基于场景模型的热红外遥感成像模拟方法

为实现升空后运行的卫星的整体性能处于最佳状态,通常在卫星发射前,采用计算机仿真的方法对从地表到影像获取的整个遥感物理过程进行模拟.针对现有模拟方法不能全部采用辐射传输、成像等物理模型,实现大场景、复杂地表覆盖情况下的热红外遥感成像模拟,在基于场景模型的热红外遥感成像模拟基础上,将模拟系统分为地表场景模拟、大气作用模拟及传感器成像场景,重点对模拟各场景所涉及的物理模型和算法进行了综述和分析,并初步构建了大场景、复杂地表覆盖下模拟的技术框架,是对热红外遥感成像模拟的一种全新而有益的尝试,对相关研究工作也有一定参考价值.     

2．0～5．0μm红外临边辐射光谱与垂直分布特征分析

基于先进的临边探测方式,利用成熟的辐射传输模式MODTRAN 4,对中红外2～5μm大气临边辐射的光谱特性和垂直分布特征进行模拟,并针对不同大气/气象条件以及太阳/探测器位置,对临边辐射垂直分布的敏感性进行了模拟和分析,给出了有意义的结果.     

基于遥感数据的地球背景中红外场景仿真

卫星遥感是研究地球大气背景红外辐射特性的重要手段,受大气影响及传感器观测条件的限制,无法获取多气象、多探测条件的辐射数据。针对该问题,基于JHU地物光谱数据库,分析了植被、水体、岩石等光谱辐射特性,结合传感器光谱响应,建立了3~5 m基于光谱相关性的地表辐射波段转换模型,并利用逐步回归法计算误差,模型误差小于10%。利用MODIS、AIRS等多源遥感数据产品,根据地表-大气-传感器辐射传输模型,模拟不同时空分辨率、探测条件等的地球背景辐射中红外图像。结果表明,利用多源遥感数据进行中红外图像仿真,可以实现大尺度、具有细致纹理结构的图像模拟,应用于遥感研究。     

不同大气条件对遥感成像影响的蒙特卡罗分析方法

随着遥感器空间分辨率不断提高,大气作为遥感成像过程中不可逾越的介质,由其产生的影响,可能在一定程度上抵消了分辨率的提高。为了定量的分析不同大气条件下对遥感成像带来的影响,首先介绍了蒙特卡罗原理与蒙特卡罗大气辐射传输模拟方法,借助Modtran的标准大气模式,模拟了不同条件下光子的扩散情况,分析了不同波长、能见度、遥感器高度、气溶胶粒子非对称因子以及观测角度条件下,大气点扩散函数的变化情况。模拟结果表明不同大气条件对遥感图像数据质量存在着不同程度的影响。     

锗基底3～5μm和8～12μm双波段红外增透膜研究

文中简要叙述了双波段(3～5μm 和8～12μm) 红外增透膜的膜料选择以及锗基底上红外双波段增透膜的设计与镀制,介绍了离子束辅助沉积技术制备该薄膜的过程。提出了采用脉冲真空电弧离子镀技术镀制无氢类金刚石膜作为红外增透膜的保护膜,并讨论了镀制类金刚石膜后,镀膜元件的光谱特性。     

红外成像实时仿真中大气透射率的计算与分析

考虑到当前国内外红外成像实时仿真中大气透射率计算方法的一些不足,本文根据透射率计算的实时性和准确性的要求,提出了一种用以计算红外成像实时仿真中大气透射率的新的计算方法,并用Visual C 6．0对算法进行了仿真实现;通过不同条件下大气透射率计算的红外仿真及试验评估,证明该算法具有很好的可行性。     

瓦级连续波2.8μm中红外Er:ZBLAN光纤激光器

中红外激光在激光光谱科学研究、大气探测、激光医疗、红外对抗等领域有着极其重要的应用价值。近年来,中红外光纤激光器发展非常迅速,引起了国内外科研单位的高度关注。2009年日本京都大学采用二极管激光抽运Er:ZBLAN光纤,通过特殊的冷     

热处理对氧化铈粉体3～5μm波段红外发射率的影响

在600℃以内,氧化铈粉体在3～5 μm波段的红外发射率随着测试温度的升高而降低.通过设计关于热处理的正交实验和单因素实验,发现采用以4℃/min的升温速率升至1300℃保温4h后,氧化铈粉体在常温下的发射率最低,可降至0.37;测试温度升至600℃时,发射率则可降至0.3,可以考虑作为发动机用红外低发射率耐高温涂层的...     

2～5μm全固态中红外高功率光纤激光源研究进展（特邀）

2～5μm中红外波段激光在科学研究、生物医疗、通信等众多领域中都有重要的应用价值,一直以来都是激光领域的研究热点。主要对目前国内外高功率2～5μm全固态中红外光纤激光源的发展现状进行了梳理,包括稀土离子掺杂的中红外光纤激光器、波长灵活可设计的拉曼光纤激光器和宽带超连续谱激光器,并对2～5μm全固态中红外光纤激光源的发展进行了展望。