测量太阳辐射连续谱的方法研究

测量太阳辐射在遥感研究特别是大气遥感研究中有着重要作用。而目前所用的此类测量仪器大都是通道式的，只能提供几个固定波段的信息，信息量很有限；本文介绍一种测量太阳辐射准连续谱的方法，它能提供光谱范围从360～1060nm连续的太阳辐射光谱数据，为应用研究提供更多的光谱信息。     

河口悬沙粒径对遥感反射率影响的理论分析与实验观测

为了尽可能减少野外测量的不确定性可能带来的影响,研究设计了一个基于实验水桶稳定观测平台及可控制条件下的光谱辐射测量实验.采用典型高浊度河口-长江口和黄河口的泥沙颗粒物作为研究对象,理论分析了悬浮物粒径与后向散射系数、遥感反射率的定量关系,实验观测了悬浮颗粒物粒径对遥感反射率的响应变化.实验结果可为河口二类水遥感建模及粒径在遥感模型中的参数化表达提供参考依据.     

地物目标热红外光谱发射率的野外测量方法研究

在航天红外遥感应用中,地物目标光谱发射率是卫星遥感测量地面温度的一个重要参数。野外测量的大气环境、目标背景和地物的热力学特性等因素的影响,使得野外测量地物目标表面光谱发射率变得较为复杂。重点讨论了利用傅里叶变换红外光谱仪野外测量地物目标光谱发射率的方法和程序,介绍了几种正确分离目标温度与发射率的方法。野外测量实验结果表明,按照文中所述的测量方法,测量得到的地物热红外光谱发射率具有良好的一致性,发射率测量误差小于0．02。     

地物目标热红外光谱发射率的野外测量方法研究

在航天红外遥感应用中,地物目标光谱发射率是卫星遥感测量地面温度的一个重要参数。野外测量的大气环境、目标背景和地物的热力学特性等因素的影响,使得野外测量地物目标表面光谱发射率变得较为复杂。重点讨论了利用傅里叶变换红外光谱仪野外测量地物目标光谱发射率的方法和程序,介绍了几种正确分离目标温度与发射率的方法。野外测量实验结果表明,按照文中所述的测量方法,测量得到的地物热红外光谱发射率具有良好的一致性,发射率测量误差小于0．02。     

东北农田区土壤的偏振高光谱反射特征及肥力分析

以东北农田区土壤的偏振高光谱反射率为研究对象,从探测天顶角、探测方位角和偏振状态等方面分析研究了土壤的反射光谱特征及其与土壤肥力的关系。结果表明,多角度测量会影响土壤的反射光谱特征,影响主要体现在偏振反射比值上。180°方位角和90°偏振测量时土壤接收的能量多,土壤的偏振反射比大。土壤的肥力与土壤的偏振反射比具有明显的相关性。土壤的肥力综合指数越大,土壤的偏振反射比越低。本实验在保证农田土壤最优的遥感观测状态下,对土壤肥力的质量做了初步判断。这为土壤的多角度偏振高光谱的深入研究提供了一定的理论与实践基础,并能为农作物平衡施肥、精准农业和土壤定量遥感的相关研究提供参考。     

基于压缩感知的高光谱遥感影像重构方法研究

高光谱遥感影像包含丰富的空间、辐射以及光谱信息,同时海量的数据也引发了高光谱成像技术在传输和存储方面的诸多问题。针对这一问题,根据高光谱遥感影像谱间相关性强的特性,提出了一种结合谱间多向预测的基于压缩感知的高光谱遥感影像重构方法。首先,根据高光谱遥感影像的谱间相关性对高光谱遥感影像的波段进行分组,每组确定一个参考波段,使用平滑l_0范数算法重构每组的参考波段。其次,根据重构恢复的相邻组内的参考波段,建立了一个非参考波段预测模型,用来计算非参考波段的预测测量值;然后,计算实际测量值与预测测量值的差值,使用SL0算法重构该差值得到差值向量;最后,利用得到的差值向量迭代更新预测测量值,直到恢复该波段原始图像。仿真实验结果表明,该方法提高了高光谱遥感影像的重构效果。     

一种小型多用途定日装置的研制

太阳是最重要的能源，人类许多活动都离不开太阳，因此对太阳光谱及辐射的研究，受到了越来越广泛的重视。但是收于地球的公转和自转，形成太阳相对行地球的视运动，使得普通光谱仪无法做较长时间的太阳光谱测试。因此必须有一套能方便地将太阳光反射到恒定方向的定日装置。本文叙述了小型定日镜是一种自动跟踪太阳的装置，它驱动反射镜始终对准太阳，将太阳辐射反射到某一水平方向，便于光谱仪或望远镜等仪器测量太阳光谱或太阳辐射     

海洋水体光学性质测量技术研究进展

海洋水体光学性质测量是海洋光学理论发展的基础,水体光学性质测量技术的提高,也大大带动了其它海 洋光学技术及其应用的发展。回顾历史,光电技术和光谱技术是水体光学测量技术的主要推动力,海洋光 辐射传输理论的发展及水色遥感是水体光学测量技术的主要牵引力。论文重点对水体光学性质中基础量 的测量原理、方法及主要产品做了系统的介绍,其中包括光谱辐亮度和光谱辐照度的测量方法、水体光谱 吸收的测量方法以及光谱散射性的测量方法等。最后,给出了水体光学性质测量技术未来的发展方向, 为从事水体光学性质仪器开发、相关海洋光技术开发和用户等提供参考。     

结合HJ1A/B卫星数据和生态因子的籽粒品质监测

该研究引入温度、降水、太阳辐射和土壤肥力等影响小麦籽粒蛋白质含量的重要生态因子,结合遥感数据进行小麦籽粒蛋白质含量监测。以北京郊区的小麦种植区为实验区,获取多时相的HJ1A/B 卫星数据,多个气象站点全生育期气象数据和土壤养分数据,以及收获时小麦籽粒蛋白质含量。分别构建了遥感光谱蛋白质含量模型、生态因子籽粒蛋白质含量模型、光谱生态因子蛋白质含量模型。结果表明:北京地区冬小麦以5 月11 日（开花期左右）NDVIgreen 值与籽粒蛋白质含量相关性最好,达到极显著水平,因此该时期为冬小麦籽粒蛋白质含量遥感监测的最佳时相,并将利用该时期的NDVIgreen 参与光谱蛋白质含量模型、光谱生态因子蛋白质含量模型的构建。对光谱蛋白质含量模型、生态因子籽粒蛋白质含量模型、光谱生态因子蛋白质含量模型进行F 检验,表明各模型均达到极显著水平,3 种模型的决定系数分别为:0.782,0.635,0.843,相对误差分别为:0.151,0.123,0.049。说明综合利用遥感数据和生态因子的监测结果比单独利用遥感数据或单独利用生态因子的精度高。引入生态因子的小麦籽粒蛋白质含量遥感监测有助于提高监测精度,并增加监测模型的农业机理。     

太阳辐射计实验室定标方法

太阳辐射计是全球AERONET站点最重要的观测设备,为获取全球气溶胶时空分布提供了大量的观测数据。研究一种直接溯源于低温绝对辐射计的高精度定标方法,可以在实验室环境条件下获得太阳辐射计的直射通道和天空漫射通道的定标系数,详细介绍了太阳辐射计实验室定标原理、实验装置,在太阳辐射计的主要工作波段扫描获得绝对光谱响应度定标曲线,并对测量结果进行了不确定度分析。结果表明,天空漫射通道的定标不确定度低于0.8%,太阳直射通道的定标不确定度低于2.06%。     

地基大气背景红外光谱辐射特性测量

用傅里叶变换红外光谱辐射计(FTIR)在地面测量了较高分辨率(1 cm-1)下的大气向下背景光谱辐射,获得了长波红外5~14μm波段的大气背景辐射光谱。研究了大气背景红外光谱辐射与整层大气透过率的关系。从实验数据中研究了不同波段大气背景辐射随观测天顶角的变化。结果表明:地基大气向下的长波背景辐射亮温随着整层大气透过率的增大而减小;大气背景辐射随观测天顶角增大而增大;在大气窗口区,大气背景辐射随观测天顶角变化较快,在强吸收波段,大气背景辐射随观测天顶角几乎不变化。     

Design and preflight performance of ASTER instrument protoflightmodel

The Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer (ASTER) is an advanced multispectral imager with high spatial, spectral, and radiometric resolution, built to fly on the EOS-AM1 spacecraft along with four other instruments, which will be launched in 1998. The ASTER instrument covers a wide spectral region, from visible to thermal infrared with 14 spectral bands. To meet the wide spectral coverage, optical sensing units of ASTER are separated into three subsystems: visible and near-infrared (VNIR) subsystem, shortwave infrared (SWIR) subsystem, and thermal infrared (TIR) subsystem. ASTER also has an along-track stereoscopic viewing capability using one of the near-infrared bands. To acquire the stereo data, the VNIR subsystem has two telescopes, one for nadir and another for backward viewing. Several new technologies are adopted as design challenges to realize high performance. Excellent observational performances are obtained by a pushbroom VNIR radiometer with a high spatial resolution of 15 m, a pushbroom SWIR radiometer with high spectral resolution, and a whiskbroom-type TIR radiometer with high spatial, spectral, and radiometric resolutions. The preflight performance is evaluated through a protoflight model (PFM)     

基于FPGA的多通道高速数字谱仪的关键算法的设计与实现

为实现微波辐射计大带宽数字化探测的需求,解决现场可编程门阵列（Feild Programmable Gate Array,FPGA）内部处理速度限制输入数据速率的问题,提出了一种基于多相滤波器组和高级快速傅里叶变换（Fast Fourier Transform,FFT）结构的高速数字谱仪设计方案,介绍了多相滤波器组和高级FFT理论基础并给出了具体的硬件设计和硬件实现,完成了硬件的功能仿真,将MATLAB仿真和硬件功能仿真的结果进行对比,验证了该设计方案的可行性.在低时间成本和低经济成本条件下,该方案可实现微波辐射计后端的灵活配置和共享多个微波辐射计前端的功能.     

微波辐射计

本文介绍了3厘米微波辐射计的部件性能、特点及测试结果.工作在9.375GHz下的反馈式零平衡辐射计,在0.2秒积分时间下,温度分辨率叶达0.6°K以下,其测量范围为100～300°K,辐射计带宽为120MHz.     

3mm与8mm波段无源探测特性的比较

研究了毫米波无源探测器探测草地背景中水泥路面的原理.根据8mm和3mm波段下天线和地物辐射计的特性,计算出8mm和3mm辐射计探测地面目标的天线温度对比度,得到这两种辐射计在各种天线口径和工作条件下的最大探测距离,并对两者的实际探测效果进行了比较.     

微波无源遥感隐身目标的机理与方法研讨

对于优化设计和涂有吸波材料的隐身目标一般用常规雷达无法发现。提出了一种用微波辐射计来进行遥感隐身目标的探测方法,它采用测量大气热噪声方法对目标进行探测,不仅能够探测隐身目标,而且本身也具有隐身功能。通过机理和方法分析表明:用微波辐射计探测隐身目标的方法是可行的,关键是要提高微波辐射计的空间分辨率和温度分辨率。     

地表温度测量方法研究综述

对近年来国内外测量地表温度的理论、方法和应用进行了全面的回顾,主要介绍了玻璃液体温度表、铂电阻地温传感器、红外温度传感器和红外辐射计的使用方法及优缺点.分析了它们测量地表温度的差异,指出了前两种仪表存在的不足,重点介绍了基于红外辐射原理的红外温度传感器和红外辐射计.实际应用表明：经过气象因子修正后的红外传感器和考虑了大气逆辐射影响的红外辐射计测量地表温度更加准确、可靠,是以后重点研究的方向.     

高分辨率近红外成像光谱仪光学系统

研究了一种在近红外波段具备良好成像能力的双凹面光栅成像光谱仪系统。对这种串联光栅系统中存在的主要像差像散和彗差进行了分析,并计算获得了该系统的最优成像条件:两个光栅和柱面透镜的最优摆放位置。这种改进型的Wadsworth系统可以在全波段近似消除彗差和像散,具备良好的光学成像质量,并仅通过刻线密度较低的光栅即可实现高光谱分辨率。设计了一个工作于780~1 100 nm波段的成像光谱仪系统,其光谱采样达到0.92 nm/pixel,全视场调制传递函数在17 lp/mm的奈奎斯特频率下高于0.45,系统像差得到充分校正,且加工和装调公差比较宽松。研究结果分析证明了设计理论的正确性。     

High-resolution change estimation of soil moisture using L-band radiometer and Radar observations made during the SMEX02 experiments

The soil moisture experiments held during June-July 2002 (SMEX02) at Iowa demonstrated the potential of the L-band radiometer (PALS) in estimation of near surface soil moisture under dense vegetation canopy conditions. The L-band radar was also shown to be sensitive to near surface soil moisture. However, the spatial resolution of a typical satellite L-band radiometer is of the order of tens of kilometers, which is not sufficient to serve the full range of science needs for land surface hydrology and weather modeling applications. Disaggregation schemes for deriving subpixel estimates of soil moisture from radiometer data using higher resolution radar observations may provide the means for making available global soil moisture observations at a much finer scale. This paper presents a simple approach for estimation of change in soil moisture at a higher (radar) spatial resolution by combining L-band copolarized radar backscattering coefficients and L-band radiometric brightness temperatures. Sensitivity of AIRSAR L-band copolarized channels has been demonstrated by comparison with in situ soil moisture measurements as well as PALS brightness temperatures. The change estimation algorithm has been applied to coincident PALS and AIRSAR datasets acquired during the SMEX02 campaign. Using AIRSAR data aggregated to a 100-m resolution, PALS radiometer estimates of soil moisture change at a 400-m resolution have been disaggregated to 100-m resolution. The effect of surface roughness variability on the change estimation algorithm has been explained using integral equation model (IEM) simulations. A simulation experiment using synthetic data has been performed to analyze the performance of the algorithm over a region undergoing gradual wetting and dry down.