用高光谱和偏振图像进行遥感

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1、用高光谱和偏振图像进行遥感.txt生活是过出来的，不是想出来的。放得下的是曾经，放不下的是记忆。无论我在哪里，我离你都只有一转身的距离。《红外》月刊2003用高光谱和偏振图像进行遥感引言由于物体发射或反射的光中具有丰富的光谱成分，用高光谱成像技术进行目标探测和识别是很有希望的、一般说来，图像中的光谱成分可以利用具有光谱分离功能的滤光或分色元件如声光可调谐滤光片(AoTF卜滤光片轮、衍射光栅以及棱镜等获得。为了对快速变化的场景进行超光谱成像，最好是选择一种灵活、可编程的滤步元件，因为谱段的选择是与目标以及背景有关联

2、的。高光谱成像技术目前还没有得到普及{其主要原因之一是采用传统技术的高光谱成像需要处理大量数据。基于AoTF技术的成像器，可以给下一代紧凑、轻量、低成本、可编程的高光谱成像系统的研制带来许多便利。它们不仅可以解决数据瓶颈问题，而且还可以提供偏振特征，从而形成更好的目标探测和辨别能力。诸如土壤和植被之类的天然物体一般都有许多不规则的形状，在许多应用中，它们常常是人们所关注的背景。与这种天然物体相比，人造目标的偏振特征则更容易分辨。具有光谱和偏振鉴别能力的高光谱成像系统将会在未来的各种遥感应用中作出重大贡献。美国陆军

3、研究实验室目前正在研制小型、紧凑、’抗振动、坚固、灵活、便于携带的高光谱/偏振成像仪，这些成像仪都是用AoTF作为自适应色散元件的。用AOTF作为可编程体积光栅，可以制造出能够以顺序方式或者随机方式从紫外到远红外的宽波长范围内快速调谐(数十微秒)，并能用相当窄的波段获取图像的高光谱成像仪。由于能以灵活的方式从这种成像仪中获得光谱图像，人们便可以只获取那些有用的光谱图像，而无需像传统的高光谱成像仪那样做大量的数据处理和存储工作。AoTF的另一个特点是，它是一种全偏振器件。人们可以用它来设计一种分光偏振成像仪，例如，

4、人们可以将.AOTF同两台分立的摄像机一起使用，以同时获取两幅正交偏振图像;或者将AoTF同一台摄像机和另一种偏振器件如可变延迟板一起使用，以获取具有不同偏振特性的连续图像。在AOTF中，人们是通过给一块双折射晶体施加射颜(rf)声波来建立一个移动衍射光栅的。根据用于制备元件的双折射晶体的不同，AOTF可以被制成共线型或非共线型。在共线结构(采用诸如石英、妮酸铿之类的晶体)中，入射光、衍射光及声波是朝同一个方向行进的。入射光束和衍射光束的偏振是正交的，可以用一组偏振器进行分离。在非共线元件(采用诸如TeO:、Hg

5、ZCI:之类的晶体)中，入射光束和衍射光束的行进方向与声波的不同。向上漂移和向下漂移的衍射光束为正交偏振，它们互相之间在空间上是分离的，而且当它们从晶体中出射时，与未衍射光束也是分离的。由于AOTF能够在比较短的时间内得到调谐，它们也许比较适合在目标和背景场景变化非常快的场合使用。分光偏振系统的总速度还取决于另一个偏振器件即延迟板的速度。另外，AOTF还允许同时应用多个射频信号，这对于同时选择多个谱段和改变仪器的光谱分辨率都是有用的。在一个谱段不足以进行精确鉴别和辨认的情况下，这可以用来测量目标和背景的复合分光偏

6、振特征。本文简要介绍美国陆军研究实验室研制的一种覆盖可见光至近红外谱区的紧凑型分光偏振成像仪的设计原理。该分光偏振成像仪是利用一个非共线Teo:AOTF和位于该AoTF前面INFRAREn(MoNTH昨)/AUG2003第8期《红外》月刊的一块向列液晶可变延迟板来获取具有不同偏振特性的图像的。研究人员曾经在实验室内和室外用它获取过分光偏振图像。下面将介绍他们从室外实验中获得的一些数据以及用这种数据进行分析的结果。2AOTF分光偏振成像仪美国陆军研究实验室已研制了四台独立的覆盖可见光至长波红外谱区的AOTF高光谱成

7、像仪。另外，他们还设计了一台分光偏振成像仪，这台分光偏振成像仪是采用让来自场景的入射白光先通过一个偏振选择器件然后再通过焦平面前面的一个光谱选择器件的思想设计的，其偏振选择器件为一种可通过电子方法调谐的液晶可变延迟板，而光谱选择则是用一个AOTF进行的。图1示出了该偏振成像仪的总的设计概念。通过在AoTF前面放一个可通过电子方法调谐的延迟板，该仪器便可以测量目标的偏振特性。图像立方体是通过改变施加于AOTF上的射频从而改变随时间而变的过滤波长形成的。美国陆军研究实验室研制的四台不同的成像仪工作于下面四个波长区:0

8、.4拜m~1.0拼m可见光近红外波长区;已9脚、1.7拼m短波红外波长区;2.0脚、4.5月m中波红外波长区以及8.即m~n.5拼m长波红外波长区。前面三台成像仪采用一种TeO:AoTF，而长波红外成像仪则采用一种TIAsseAOTF。这些成像仪根据有关谱区的需要，分别采用不同的焦平面列阵一SiCCD、InGaAs、Insb和HgCdTe。可见光近红外成像仪采用非致冷CC