实用机载成像光谱仪系统

叙述了经实用化设计定型的ＭＡＩＳ机载成像光谱仪的系统设计和遥感应用情况，并给出了系统的主要技术参数。     

TRW公司发展的机载与星载成像光谱仪

从1989年开始,TRW公司进行了超多光谱成像技术的研究.第一台仪器是用商品化的零部件制成的,波长响应范围在可见一近红外区(从0.48μm到0.88μm).以后,又制造了一台用来在短波红外区(直至2.5μm)进行测量的仪器,它绝大部分使用了商品化的零部件,也包含了某些特制的部件,如前置光学系统.早期的仪器都是使用录像带记录数据,研制的实时处理器用于作为同     

机载成像光谱仪的性能要求

本文利用一般地球遥感中的机载成像光谱仪的正向模型把科学要求转变成仪器的技术规格。根据对成像光谱仪可探测到的每个相关变量的科学要求,有关专业的专家提供了地面的反射光谱。需要探测的变量的相关变化被用来推断临界的反射率增量。然后,本文把实际任务情况与这些反射率增量和辐射传递码结合起来以便以传感器的水平确定光谱NedL值。以可探测变量表示的各种应用场合的组合以及实际任务情况的使用,使得人们能以传感器测得的辐射率来确定各种NedL值．利用这一概念,人们就可根据科学要求推导出仪器的技术规格。     

机载成像光谱仪数据采集系统

根据机载成像光谱仪的信号特征，讨论了用于机载成像光谱仪的数据采集系统的总体技术要求，并设计和研制了数据采集的系统。     

先进的机载超光谱成像系统：（AAHIS）海上应用的成像光谱仪

先进的机载超光谱成像系统（ＡＡＨＩＳ）是一台用于Ｐｉｐｅｒ Ａｚｅｃ飞机上飞行的体积小，重量轻的可见和近红外推扫式成像光谱仪。ＡＡＨＩＳ是在浅水，海岸和植被遥感应用中使用的最佳设备。数据采集可达到５５帧／秒，在飞行中可以显示和分析，或者记录数据以便在飞行之后进行处理。在飞行高度达１ｋｍ时，刈幅宽度可达２００ｍ。每一像元都复盖４３２－８３２ｎｍ光谱范围，２８８个邻接光谱通道可同时记录超光谱数据。像元     

用于研究海岸的成像光谱仪

美国斯登尼斯空间中心最近研制出了一台“海岸研究成像光谱仪(CRIS)”。这台海岸研究成像光谱仪是一台机载遥感系统,它是专门设计用来研究近海水的物理、化学和生物特性的．该成像光谱仪由一个可见光高光谱成像分系统和一个红外成像分系统组成。可见光高光谱成像分系统用于测量水色,以获取水中的生     

星载成像光谱仪的光学系统设计

文中详细叙述并讨论载于小卫星遥感的可见、近红外、热红外成像光谱仪的光学系统设计考虑，并列出设计结果。     

成像光谱仪

近二十年,光学遥感仪的迅速发展,已经使气象卫星和地球资源卫星相继实用化。它摄取地球表面或大气层的视频图像数据,不停地从卫星送回地球,为现代的社会生活提供必不可少的信息资源。一、空间分辨率和光谱分辨率目前实用的光学遥感信息获取手段,是根据光学-机械扫描成像的原理,在预先设定的光谱波段里摄取目标区的图像数据。图像像元的张角(即空间分辨率)以及光谱波段的宽度(即光谱分辨率),是衡量图像质     

机载成像光谱仪图像边缘辐射校正的研究

通过对国产高光谱仪OMIS－I系统的数据进行分析，发现由于地物的二向反射分布等因素的影响图像边缘部分与中心部分的相同地物光谱曲线发生了变化，表现在彩色合成图像上相同地物呈现不同色调，经过对数据深入分析研究后，提出了一种空间参数拟合的直方图匹配方法，并用VC＋＋语言编程实现，取得了很好的效果。     

温度对机载成像光谱仪光学性能的影响

为了研究温度对机载成像光谱仪光学性能的影响,分析了机载环境下仪器温度载荷的特点,阐述了温度载荷的作用机理和表现形式,研究了光谱仪的热光学性能。首先,分析了机载环境下温度载荷特点;其次,以最小二乘法和坐标转换法为理论依据,编制了面形误差及刚体位移求解程序,并结合有限元法计算了光机系统在温度载荷作用下各镜面的变形值和刚体位移大小;最后,对变形后的光学系统进行了光线追迹,求解了镜面刚体位移导致的谱线位置变化,研究其谱线漂移特性,并计算了刚体位移对传递函数(MTF)的影响。计算结果表明,10 ℃温度变化范围内,谱线漂移量小于光谱定标精度要求的1/3,不需要再进行光谱定标和光谱修正;系统传递函数也能够满足成像质量要求。这些结论会对仪器研制有很大的工程实用价值。     

高分辨率成像光谱仪(C-HRIS)研究

本文报告了高分辨率成像光谱仪(C-HRIS)原型样机的研究结果.分析了农业、资源调查与环境管理等应用需求和技术指标要求.介绍了C-HRIS原理样机的光学系统、光机结构、电子学系统以及技术性能.给出了在地面和飞机上光谱成像试验结果.     

衍射光学成像光谱仪

衍射光学元件(简称DOES)具有多种应用.用作透镜,在原理上色差非常大,若不在设计上做出补偿,则会限制其在宽波段上使用.美国光量子中心罗姆实验室的DeniseLyons在1995年4月国际光学工程学会上,提出一种新颖的结构,利用透镜的这种特性设计出用于可见或红外光谱范围的成像光谱仪而不影响其性能.由DOE元件形成像和色散,利用单色光CCD沿光轴方向对所需波段的成像范围进行扫描.每一探测器都位于相     

航空成像光谱水质遥感研究

用ＯＭＩＳ－Ⅱ航空成像光谱仪在有地区进行了地表遥感实验,研究了ＯＭＩＳ－Ⅱ波段反射比Ｒ（２１）／Ｒ（１８）与藻类叶绿素浓度的关系,由ＯＭＩＳ－Ⅱ遥感图像估算了研究区域内发素浓度分布,并将遥感估算值与地面采样数据进行了比较。结果表明,ＯＭＩＳ－Ⅱ能够提高藻类叶绿素定量遥感的精度。     

机载紫外DOAS成像光谱仪CCD成像电路的设计及实施

机载紫外DOAS成像光谱仪通过获取大气与地表的折射或散射的紫外光辐射,监测大气痕量气体的分布与变化,其电子学部件的重要组成部分为CCD成像电路。采用帧转移型面阵CCD-47-20为图像传感器,以现场可编辑门阵列（FPGA）为核心控制器的成像电路模块,设计并实现了一套完整的机载紫外光谱仪成像系统。CCD成像电路完成包括CCD驱动时序电路、CCD数据采集电路,接收CCD模拟图像信号产生数字图像信号,将数字图像信号通过差分芯片驱动以低压差分信号（LVDS）传输给机载通讯系统等功能。讨论了机载紫外成像光谱仪的设计过程,并重点讨论了CCD成像电路的设计过程。设计的机载紫外DOAS成像光谱仪系统成像分辨率为0.286。实验证明满足大气污染气体的观测需求。     

机载扫描成象系统的技术发展

叙述了机载扫描成象系统的发展,基本结构,特点及其应用.     

64波段机载成象光谱仪

讨论了64波段机载光机扫描式成象光谱仪的原理和设计,并给出仪器的王要技术指标和初步试验结果.     

超高分辨率成像光谱仪在陆地和机载光学遥感中的应用

国际光学工程学会1995年成像光谱仪专题学术会议文集(第2480卷)的第三部分论文主要阐述超高分辨率成像光谱仪在陆地和机载光学遥感中的应用(第二部分论文内容介绍见本刊第11期,1995).     

机载红外推扫成像光谱仪光学设计

红外成像光谱仪适用于火山活动探测、森林火灾监测、城市化影响分析、地球表面研究及军事伪装识别等方面。文中基于Dyson 中继系统,设计使用波长范围为7.5~10 m 的长波红外成像光谱仪,采用凹面衍射光栅分光,系统F 数达到1.2,视场角18,空间分辨率为1 mrad,光谱分辨率为50 nm,NETD 小于0.3 K,调制传递函数接近衍射极限,光学系统体积为72 mm39 mm39 mm。该系统具有集光本领强、固有像差小、结构紧凑等优点。对其杂散热辐射分析表明,采用实入瞳作为冷光栏和整体制冷的方法,能有效地抑制光机系统自身的热辐射。     

机载高光通量双波段成像光谱仪的设计

分析了成像光谱仪常见结构的优缺点并给出了分析过程,对望远镜系统和光谱成像系统结构进行了合理选择,实现了单一成像光谱仪同时覆盖可见近红外(VNIR)和中波红外(MWIR)双波段。根据研究目标要求设计了一个大F数(VNIR波段F/3,MWIR波段F/2)机载双波段成像光谱仪。该光谱仪双通道共用一个同轴平场无遮挡Schwarzschild望远镜,用二向色分束器分开。双通道光谱成像系统均采用同心共轴的Dyson结构,VNIR波段和MWIR波段光谱分辨率分别达到5 nm和15 nm。为使设计的系统结构合理,介绍了光束分离结构和光谱仪的光束折叠方法。设计结果表明:该系统结构简单,效果良好,谱线弯曲分别小于1.2μm和0.5μm,谱带弯曲均小于0.5μm,偏振灵敏度小于4%,适用高光谱分辨率机载双波段成像光谱仪。