超光谱成像技术

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1、摘要文章介绍了超光谱成像技术的基本概念、关键问题、主要应用目标和原理，综述了超光谱成像技术的国内外发展现状；综合考虑目标红外辐射特性、大气传输透过率、色散式光谱仪辐射传递特性、选用红外探测器参数、数据链传输等环节，研究了成像光谱探测系统的辐射能量传递模型，并对光谱成像仪的主要光谱成像方式做了简单介绍；简要概括了典型星载超光谱成像仪的原理、主要技术指标以及其应用场合等,并对其未来发展趋势作简要概括；最后对全文做简单总结以及对我国发展超光谱成像技术提出一些建议。关键词：超光谱成像遥感成像光谱光谱探测超光谱成像仪II目录摘要.............

2、.........................I1前言....................................11.1超光谱成像技术简介.....................21.1.1超光谱成像的内涵.....................21.1.2超光谱成像技术的关键问题...............31.2超光谱成像技术的应用....................31.3超光谱成像技术发展状况...................51.3.1国外航天超光谱成像仪的发展..............51.3.2我

3、国超光谱成像仪现状...................61.4发展趋势...............................72超光谱成像技术的基本机理.................82.1成像光谱探测技术的成像机理................82.1.1物质的光谱特性........................82.1.2大气效应对光电探测的影响................92.1.3光谱成像探测模型.....................102.1.3.1可见光/近红外波段的探测模型.............11

4、2.1.3.2红外波段的探测模型...................132.1.4传感器模型..........................142.1.4.1传感器一般系统模型...................142.1.4.2成像光谱仪的光谱成像方式................152.1.5成像光谱仪器的综合系统模型..............192.2超光谱成像探测技术原理...................213典型星载超光谱成像仪....................223.1国内外典型星载超光谱成像仪........

5、........223.2星载超光谱成像仪发展趋势展望..............274总结与未来工作展望......................284.1全文总结...............................284.2未来工作...............................29参考文献...................................30超光谱成像技术1前言超光谱成像技术是在多光谱成像技术基础上发展起来的新技术。它是一种集光学、光谱学、精密机械、电子技术及计算机技术于一体的新型遥感技术，能

6、获得空间维和光谱维的丰富信息，属于当前可见红外遥感器的前沿科学。由其物化的成像光谱仪，根据光谱分辨率(光学遥感器的性能指标之一，是指遥感器在接收目标辐射的光谱时，能分辨的最小波长间隔。这种间隔越窄，光谱分辨率越高)的不同，可分为多光谱型、超光谱型和超高光谱型三种，其光谱分辨率分别为几十个、数百个和上千个谱段。传统的光学成像技术是利用物质的形态特征来区分它们，而这种技术并不总是高效率的。例如，对海水中叶绿素浓度的测量单靠形态学的特征，其测量精度往往是很低的。然而，若利用物质光谱特征法来进行解决，便可得到人们极其满意的结果。众所周知，任何两种不同的

7、物质决不会有完全相同的光谱特性曲线。反之，任何一种物质也决不会有两种不同的光谱特性曲线。也就是说，物质的光谱特性曲线是唯一的。早在上世纪60年代，最初的多光谱成像技术应用于地球资源卫星和军事卫星，此时能够探测的光谱波段不超过10个[1]。随着军事侦察、监视需求的拓展，对目标需要更详细深入的了解，以便进行分析、判断和作战决策，这就需要获取更多的光谱段上的信息；同时由于各种分光技术的以及工作于各波段的大规模焦平面阵列及多路读出电路等核心技术的进展，迅速推动了超光谱技术的发展。工程上规定多光谱探测技术采用的工作波段较少，一般为10-20个，光谱分辨率

8、在△λ/λ=0.1左右。超光谱探测技术采用更多的工作波段，一般为100-200个，光谱分辨率在△λ/λ=0.01左右[2]。目前，随着技术的发展，已经