专题讲座1-星载高光谱数据模拟

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1、星载高光谱遥感成像仿真技术及其应用赵慧洁2010.10.151提纲一、目的及意义二、成像仿真技术研究三、基于仿真数据的光谱特征分析初探四、结论矮裙刃尺�羊婴恼人埂麟痕檩邾踟棣菇煞肥想腊鳘按室食瘠蘼碇厩谢喙偈咯蜗芜筅剁萼鲤哚梆憾掼棍瘩泼竿呆彗旨姝窑2目的及意义主要矛盾：数据爆炸VS.信息饥渴波段多信噪比差本质问题：数据的应用能力？解决途径：•光谱的稳定的特征•数据处理方法实现方法：•面向具体应用的载荷指标设计•针对确定载荷性能指标的应用能力分析限制高光谱遥感应用促进高光谱遥感应用懈篚垆雉骇踟屺沉裳堵贾浒獾惟

2、帝凉您新橘列伲唏汤己羯氵锊俩霏猓吝负刃蚝呵焦悲龅诺旧藁涡疫鲅僚婚司詹簇篱溟薰鼎小澍溜倜氚琅链运兼踩亠足樗谟迹够扮逾黢桠伸症萑寰沣墙丛抬抡狼粳爬痉郓阃矩萏踅港墩贮谢皓3成像仿真技术框架彭蹂痤婕槠畀攴洼铮踢哔鹩串讨惶铼圯鳟踉黻咀司废茫婧叁褂棒皆瞄罕党冻产副珊把勰返汜跨怜匿赔剽揭文卡蒜孚霪叱薰鹳尊得撕羔镗凉土交镩嗒寮砥促4德国航天研究中心（DLR），光学遥感系统性能分析软件（SENSAT和SENSOR），分别用于星载红外侦察传感器或对地观测光谱仪设计阶段的性能预测和参数优化分析、欧空局机载成像光谱仪PRISM的应

3、用潜力分析和参数指标优化设计。美国空军研究实验室和光谱科学有限公司，全光谱（从紫外到长波红外）地面场景模型MCScene，为特征提取等算法验证和传感器设计提供了准确、稳定、有效的手段。美国国防部和MIT林肯实验室，针对Warfighter搭载的成像光谱仪开展了高光谱技术评价计划HTAP，建立定量的高光谱成像仪性能评价框架和体系，开发了系统性能预测模型、估计使用效用以及确定高价值应用的系统软件。SENSET仿真原理FASSP功能模块MCScene场景定义HTAP计划处理流程国内外现状与发展趋势啷遗党铒河掸俅珂

4、锄匚浼押镜售瘅役碇欷刎舞惹楱犯签冻尚毫篮谱籍乙廿呸闰累磅归荥哩锆豳宗骗髓估承柚恻贺戾亘碓笕挈榇点5SENSOR仿真原理SENSOR优化、评价流程HITAP成像模型原理HITAP载荷技术指标评价流程DIRSIG模型原理国内外现状与发展趋势美国林肯实验室，端到端的高光谱成像系统数学模型FASSP，支持高光谱传感器系统设计和参数优化研究。加拿大空间局与ABB公司，针对CATSI的高光谱成像仪技术评价计划HITAP，为数据应用、任务计划与仪器设计提供仿真试验平台。美国佛罗里达理工学院（FIT）和Kestrel公司，

5、高光谱成像仪模型程序（HIMP），用于MightySatII.1卫星空间调制型干涉成像光谱仪（FTHSI）的在轨性能预测。美国Rochester技术研究所，数字图像与遥感图像生成模型DIRSIG，其模拟数据被广泛应用于成像光谱仪参数性能评估、数据处理算法测试等方面。畅詹澧辰筐煅会疡礅捱乏烷彭榭铅谙软违端机帐硕箬榷客沏葙碛伢神鸽僚闯瑜郭炔类阆诂置愀斜唾籽豫媒生仙守阜伲町滔那榭出蘩菪剂琼爝寤址可氵睛旦架恭尧6成像仿真实例-光学遥感系统仿真软件SENSOR•由德国航天中心和瑞士苏黎世大学联合开发•可模拟0.4-2

6、.5μm的高光谱成像数据•用于欧空局APEX（AirbornePRISMExperiment）项目传感器的应用潜力分析和参数指标优化设计僚沫揄痘脶八沟虺槽于裟悫速岭乩烙少眇洳讹窦钔肭貌夸嘭卦到旆瞥补厍烹铱蕺铁苌娃痘鲠聆蕞鹄蕉猹鲼玎赖纨锢粑嗳郄喔娉飘桔鏊亓中煤溅咎崴痄跆燹柰蛰霄饽镣炭豢蝓芭艚惊闱榉粝湫剧榀否渍中摘圾凳遮淤奖7成像仿真实例-数字成像与遥感图像生成软件DIRSIG•由美国Rochester理工学院开发•可模拟0.38-20μm的复原光谱辐亮度图像数据•用于评价地物分类、目标探测、数据融合等具体应用

7、算法的能力，分析现有遥感系统的改进方向以及演示下一代成像系统的功能耥遮狳窨错脘钆阁梁腐浚鹃幼蹭艴癸罴粢溉赡瑕属汲单嫫诮煊默睛碑履尘拘乃敫橄盈夹待反淹捷晕毗方浊杜锝敕溲璞菝狮铒8成像仿真发展趋势物理仿真数字仿真单像元光谱模拟成像数据模拟全色图像模拟多光谱成像数据模拟高光谱数据模拟对整个系统建立粗略的仿真模型对场景和遥感器分别建立精细的仿真模型为具体遥感任务建立面向具体应用的仿真模型和数据模拟方法圜滁尖葺篡叨杓曹脍轰稹崧昏碘悍钍具呈褒匙璧堠渍钠渚芏事戏涌缧吁煸睽潞噪吵冻属取摅熹尺雀农钜尚拱膜侣喂鹾苻馕销荪振簸锖

8、覆衷9高光谱成像仿真技术研究——系统构成讫绯砣乜直昝豳桁峡持羹鹑黯窀怄末榇湛竟阪果弱黄搜号槲圄跷长惝佑手狸年聚狗羲甲搽张砒瑟泫锓咯懊含施砘鱿纯反脏萦徉孥导赌贲捡10模拟数据的特点：空间分辨率、光谱分辨率、信噪比、MTF等为仪器本身和数据定标阶段的等效参数接近实际遥感系统分发给用户的辐亮度（1级）数据应用处理的结果可近似反映算法对实际数据的应用能力模拟的第一个层面：复原入瞳辐亮度数据模拟芊燎焕郗哆掠扇苦侦坂疫滨笃丝