卫星运动对压缩编码孔径光谱成像的影响

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1、航天返回与遥感第34卷第2期16SPACECRAFTRECOVERY&REMOTESENSING2013年4月卫星运动对压缩编码孔径光谱成像的影响杨虹黄远辉钟威邵晓鹏(西安电子科技大学技术物理学院，光电成像与图像处理实验室，西安710071)摘要用于遥感光谱成像的光谱成像仪普遍存在信息获取慢、光子收集效率低、信噪比低或焦平面阵列大等问题，另外数据立方体庞大的数据量给数据传输造成了极大压力。为了从根本上解决这些问题，文章提出将压缩编码孔径应用于遥感光谱成像中，即压缩编码孔径遥感光谱成像。文章对卫星平台的俯仰、例滚和偏航运动进行建模，然后利用此

2、模型对成像过程进行仿真和重建，提高了成像品质。由于运动模型以及压缩编码孔径成像技术的引入，使得遥感光谱图像的压缩在成像过程中完成，从而大大提高了传统焦平面阵列的利用率，减小了数据传输的压力，减小了成像光谱仪的体积、质量与成本。关键词压缩编码孔径光谱成像光谱混叠运动模型空间遥感中图分类号：0439文献标志码：A文章编号：1009．8518(2013)02．0016—09DOI：10．3969／j．issn．1009—8518．2013．02．003ImpactofSatelliteMovementonCompressiveCodedApert

3、ureSpectralImagingYANGHongHUANGYuanhuiZHONGChengSHAOXiaopeng(TheLabofPhotoelectricImagingandImageProcessing，SchoolofTechnicalPhysics，XidianUniversity,Xi’an710071，China)AbstractThespectralimagersusedinremotesensingspectralimagingoftensufferfromsomeshort—comingsincludinglowi

4、nformationacquisitionspeed，lowphotoncollectionefficiency，lowsignal—to—noisera—tioorlargefocalplanearray；besides，thehugeamountofdataofthedatacubecauseshighpressuretothedatatransmission．Inordertosolvetheseproblems，thearticleproposestoapplyaCompressiveCodedAperture(CCA)toremo

5、tesensingspectralimaging．Itisacompressivecodedapertureforremotesensingspectralim—aging．Themotionsofsatelliteplatformaspitch，rollandyawaremodeled，andthismodelisusedtosimulateimagingprocedure，reconstructimagesandimproveimagequality．ThankstotheintroductionofthemotionmodelandC

6、CA，thecompressionofremotesensingspectralimagesisachievedwiththeimagingprocess，andthenithighlyimprovestheuseratiooffocalplanearray，reducestheamountofthedatatransmission，decreasesthevolume，weightandcostoftheimagingspectrometers．KeywordsCompressiveCodedAperture；spectralimagin

7、g；spectralaliasing；motionmodel；spacere．motesensing引言随着遥感技术的发展，出现了多种光谱成像仪，例如摆扫成像仪、推扫成像仪和可调谐滤波成像仪‘卜31．这些成像仪的设计理念相对简单，但由于大都仅获得数据立方体的一维或二维子集，因而需要对收稿日期：2012-10．15第2期杨虹等：卫星运动对压缩编码孔径光谱成像的影响17其它维度进行实时扫描以此获取完整的数据立方体；再者，对于非相干光源，它们的光子收集率都较低，导致信噪比也偏低。一些最新发展起来的光谱成像仪，虽然光子收集率的问题在很大程度上得到解

8、决，但又引入了诸如“失踪三角锥”等一些新问题【4J。上述这些传统的光谱成像仪均存在一个很重要的特点，那就是获得的观测值的总数大于或等于重建的数据立方体总元素个数。与此不同，Bra