高光谱成像ppt课件.ppt

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1、课堂汇报：高光谱成像1成像技术的发展2实例3一、高光谱成像的基本概念二、成像光谱仪的空间成像方式三、成像光谱仪的光谱成像方式41.光谱仪、成像仪、辐射计之间的关系一、高光谱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5一、高光谱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62.光谱分辨率一、高光谱成像的基本概念光谱分辨率（SpectralResolution）指探测器在波长方向上的记录宽度，又

2、称波段宽度（Bandwidth）。7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、高光谱成像的基本概念2.光谱分辨率8一、高光谱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.空间分辨率9地面扫描幅宽__仪器的视

3、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、高光谱成像的基本概念4.仪器的视场角10FOVHGroundSwathlineGS=2.tg(FOV/2).H4.仪器的视场角11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.调制传递函数高光谱成像仪光学成像中

4、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。还存在系统之间的耦合等因素。136.信噪比信噪比（SignalNoiseRatio,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。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。147.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（dwell

5、time）。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。15一、高光谱成像的基本概念二、成像光谱仪的空间成像方式三、成像光谱仪的光谱成像方式高光谱技术16三、成像光谱仪的空间成像方式空间成像方式与光谱成像方式空间成像方式是指从影像二维空间形成的角度考察成像光谱仪的工作方式。光谱成像方式是指从光谱维数据形成的角度考察成像光谱仪的工作方式。171.摆扫型成像光谱仪二、成像光谱仪的空间成

6、像方式摆扫型(Whiskbroom)成像光谱仪由光机左右摆扫和飞行平台向前运动完成二维空间成像，其线列探测器完成每个瞬时视场像元的光谱维获取。18原理二、成像光谱仪的空间成像方式45斜面的扫描镜（RotatingScanMirror）电机(ElectricMotor)进行360旋转旋转水平轴与遥感平台前进方向平行扫描镜扫描运动方向与遥感平台运动方向垂直1.摆扫型成像光谱仪19二、成像光谱仪的空间成像方式光学分光系统形成色散光源再汇集到探测器(Detectors)上。这样成像光谱仪所获取的图像就具有了两

7、方面的特性：光谱分辨率与空间分辨率。1.摆扫型成像光谱仪原理20可以达到很大的视场角(FOV可达90度)二、成像光谱仪的空间成像方式像元配准好，不同波段在任何时刻都凝视同一像元。在每个波段只有一个探测器元件需要定标，增强了数据的稳定性。进入物镜后再分光，波段范围可以做得很宽。视场角像元配准定标波段范围1.摆扫型成像光谱仪优点21由于采用光机扫描，每个像元的凝视时间很短，要进一步提高光谱分辨率和信噪比比较困难。二、成像光谱仪的空间成像方式1.摆扫型成像光谱仪不足222.推扫型成像光谱仪推扫型成像光谱仪采

8、用一个面阵探测器，其垂直于运动方向在飞行平台向前运动中完成二维空间扫描；平行于平台运动方向，通过光栅和棱镜分光，完成光谱维扫描。它的空间扫描方向就是遥感平台运动方向（Along-trackScanning）。二、成像光谱仪的空间成像方式23二、成像光谱仪的空间成像方式垂直于运动方向完成空间维扫描。2.推扫型成像光谱仪原理24二、成像光谱仪的空间成像方式平行于运动方向完成光谱维扫描。原理2.推扫型成像光谱仪25二、成像光谱仪的空间成像方式2.推扫型成像光谱