高光谱遥感成像原理.ppt

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1、第3节高光谱遥感成像原理武汉大学遥感信息工程学院龚龑《高光谱遥感》第二章地物光谱数据的获取与分析1第二章第3节高光谱遥感成像原理一、高光谱成像的基本概念二、高光谱遥感成像关键技术三、成像光谱仪的空间成像方式四、成像光谱仪的光谱成像方式21.光谱仪、成像仪、辐射计之间的关系一、高光谱遥感成像的基本概念光谱仪成像仪辐射计光谱维信息空间维信息辐射能信息光谱分辨能力二维成像能力辐射分辨能力3一、高光谱遥感成像的基本概念光谱仪（光谱信息）成像仪（空间信息）辐射计（辐射信息）成像光谱仪光谱辐射仪成像辐射仪42.光谱分辨率一、高光谱遥感成像的基本概念光谱分辨

2、率（SpectralResolution）指探测器在波长方向上的记录宽度，又称波段宽度（Bandwidth）。5下图所示，纵坐标（Y轴）为探测器的光谱响应，它是横坐标（X轴）所代表的波长的函数。光谱分辨率被严格定义为仪器在达到50%光谱响应时的波长宽度。一、高光谱遥感成像的基本概念2.光谱分辨率6一、高光谱遥感成像的基本概念空间分辨率(SpatialResolution)成像光谱仪的空间分辨率是由仪器的角分辨力（AngularResolvingPower）,即仪器的瞬时视场角（InstantaneousFieldofView,IFOV）决定的。3.

3、空间分辨率7瞬时视场角IFOV以毫弧度（mrad）为计量单位。IFOV所对应的地面大小被称为地面分辨单元（GroundResolutionCell）。IFOVHGRC一、高光谱遥感成像的基本概念pixelGRC=2.tg(IFOV/2).H8地面扫描幅宽__仪器的视场角（FieldofView，FOV）仪器的视场角是仪器扫描镜在空中扫过的角度，它与系统平台高度决定了地面扫描幅宽（GroundSwath，GS）一、高光谱遥感成像的基本概念4.仪器的视场角9一、高光谱遥感成像的基本概念FOVHGroundSwathlineGS=2.tg(FOV/2).

4、H4.仪器的视场角10FOVHGroundSwathline一、高光谱遥感成像的基本概念IFOVpixelGRC仪器的视场角(FOV)与瞬时视场角(IFOV)的关系？11一、高光谱遥感成像的基本概念瞬时视场角(IFOV)较小，可以获得较高的空间分辨率。仪器的视场角(FOV)较大，可以获得较宽的地面扫描幅宽。因此，在仪器设计时，FOV和IFOV是必须考虑的重要参数。4.仪器的视场角125.调制传递函数一、高光谱遥感成像的基本概念高光谱成像仪光学成像中既有普通意义上的光学系统，如望远镜系统、光谱仪系统。也有如线列光纤狭缝和面阵探测器一类的离散采样系统。

5、还存在系统之间的耦合等因素。如何评价遥感成像环节对遥感图像的影响?13调制传递函数(MTF)是从谐波分析的角度研究光学系统的成像性质，能够定量描述系统对正弦信号输入的振幅响应，被广泛用于遥感器的成像过程研究。一、高光谱遥感成像的基本概念实际的遥感成像链路系统一般比较复杂，但是，可以认为是由若干个独立成像的分系统组成的复合成像链路系统。（满足相乘律条件）5.调制传递函数14若干个独立成像的分系统组成的复合成像链路系统满足相乘律条件。一、高光谱遥感成像的基本概念（李宏升，2005）5.调制传递函数156.信噪比信噪比（SignalNoiseRatio,

6、SNR）是传感器所采集到的信号和噪声之比，是传感器的一个极其重要的性能参数。一、高光谱遥感成像的基本概念信噪比的高低直接影响图像的分类和图像目标的识别等处理效果。信噪比与空间分辨率、光谱分辨率是相互制约的，提高空间分辨率或者光谱分辨率都会降低信噪比，须综合取舍。167.探测器凝视时间探测器的瞬时视场角扫过地面分辨单元的时间称为凝视时间（dwelltime）。一、高光谱遥感成像的基本概念探测器的凝视时间在数值上等于行扫描时间除以每行的像元个数。探测器的凝视时间长短对成像质量有哪些影响？凝视时间越长，进入探测器的能量越多，光谱响应越强，图像信噪比越高。

7、17第二章第3节高光谱遥感成像原理一、高光谱成像的基本概念二、高光谱遥感成像关键技术三、成像光谱仪的空间成像方式四、成像光谱仪的光谱成像方式18高光谱成像的关键技术包括图像的获取传输和处理等技术。成像光谱仪是集探测器技术、精密光学机械、微弱信号探测、计算机技术、信息处理等技术为一体的综合性技术。二、高光谱遥感成像关键技术1.探测器焦平面技术2.各种新型的光谱仪技术和精密光学技术3.高速数据采集、传输、记录和实时无损压缩技术4.成像光谱仪的光谱与辐射定标技术191.探测器焦平面技术成像光谱仪的发展首先依赖于焦平面技术的发展。二、高光谱遥感成像关键技

8、术焦平面是指经过焦点与主光轴垂直的平面目前世界上硅焦平面探测技术十分成熟。大面阵和长线阵的硅电感耦合器件(chargeco