本文關(guān)鍵詞：甚高光譜信息獲取技術(shù)研究　出處：《中國(guó)科學(xué)院研究生院(上海技術(shù)物理研究所)》2016年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 溫室氣體 光譜儀 高光譜分辨率 光譜探測(cè) 大氣監(jiān)測(cè)

【摘要】：目前,CO_2、CH_4等溫室氣體的濃度逐年升高,它們所引起的氣候變化日趨明顯,而對(duì)于其源頭、分布和匯聚過程,人們的了解仍顯不足,因此對(duì)大氣CO_2柱濃度的分布進(jìn)行探測(cè),來(lái)準(zhǔn)確獲取全球區(qū)域碳“源”碳“匯”十分必要。本文正是圍繞著大氣CO_2柱濃度高精度監(jiān)測(cè)所需的超高光譜獲取技術(shù)展開研究,并進(jìn)行相關(guān)系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作。本論文首先對(duì)研究背景及意義進(jìn)行介紹,并說明了目前國(guó)內(nèi)外大氣溫室氣體探測(cè)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì);接著從星載大氣成分遙感探測(cè)的基本原理出發(fā),介紹了大氣成分探測(cè)的全過程,包括輻射與大氣的交互作用,高光譜遙感儀器獲取輻射信息的方式,數(shù)據(jù)的反演算法等,提出高光譜分辨率探測(cè)儀器的遙感探測(cè)方式;再?gòu)拇髿釩O_2濃度高精度探測(cè)的需求出發(fā),對(duì)光譜儀器設(shè)計(jì)的各項(xiàng)指標(biāo),包括光譜探測(cè)通道、光譜分辨率和光譜采樣率、儀器信噪比和相對(duì)孔徑、探測(cè)器件等進(jìn)行論述,討論各項(xiàng)指標(biāo)之間的關(guān)系,并闡述其必要性;進(jìn)行各光譜通道高分辨率CO_2光譜探測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作,主要完成了0.765μm,1.606μm和2.06μm三通道系統(tǒng)的光學(xué)設(shè)計(jì),光譜分辨率分別達(dá)到0.044nm,0.08nm和0.1nm,對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行像質(zhì)評(píng)價(jià)與分析,證明設(shè)計(jì)結(jié)果可以滿足前述的系統(tǒng)指標(biāo)要求,并針對(duì)1.606μm通道進(jìn)行原理驗(yàn)證平臺(tái)搭建的設(shè)計(jì)工作,包括對(duì)光學(xué)設(shè)計(jì)的雜散光與公差分析,電子學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),以及上位機(jī)程序的編寫;基于原理驗(yàn)證平臺(tái),進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn),包括系統(tǒng)噪聲、信噪比的測(cè)定,論述現(xiàn)行高光譜分辨率儀器的定標(biāo)方法,并根據(jù)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有條件,提出光譜定標(biāo)方案,實(shí)現(xiàn)光譜獲取;最后,瞄準(zhǔn)溫室氣體探測(cè)未來(lái)的發(fā)展方向,設(shè)計(jì)了一種寬幅探測(cè)系統(tǒng)方案,完成其光學(xué)設(shè)計(jì),并進(jìn)行像質(zhì)評(píng)價(jià),可以實(shí)現(xiàn)200km地面幅寬,3×3km2空間分辨率的高光譜分辨率探測(cè);在論文的結(jié)尾部分,對(duì)開展的工作進(jìn)行全面總結(jié)和概括,提出一些仍存在的問題,對(duì)將來(lái)大氣CO_2柱濃度的精確監(jiān)測(cè)進(jìn)行了展望。論文的創(chuàng)新點(diǎn)主要有以下幾點(diǎn):(1)針對(duì)系統(tǒng)高分辨率的需求,分析各項(xiàng)指標(biāo)的影響與必要性,提出了一種基于平面反射光柵的光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案,三通道分別可實(shí)現(xiàn)0.044,0.08,0.1nm的光譜分辨率,并完成1.6μm通道的樣機(jī)系統(tǒng)搭建;(2)首次將我國(guó)的InGa As探測(cè)器應(yīng)用于超高光譜探測(cè)領(lǐng)域,解決精細(xì)光譜與焦平面耦合的問題;(3)突破超高光譜分辨率光柵分光技術(shù),開拓性的提出一種基于浸沒式衍射光柵的寬幅探測(cè)方案,能夠在地面幅寬200km下實(shí)現(xiàn)0.1nm級(jí)光譜分辨率的高光譜溫室氣體探測(cè)。近幾年來(lái),高精度的星載CO_2濃度監(jiān)測(cè)技術(shù)正逐漸成為各國(guó)關(guān)注的重點(diǎn),科學(xué)家們也紛紛將其視為研究的熱點(diǎn)所在。在我國(guó),儀器中涉及的很多關(guān)鍵器件以及高光譜分辨率探測(cè)的研究還處于探索階段。因此,本論文的研究工作有助于推動(dòng)我國(guó)在星載大氣高光譜CO_2濃度探測(cè)方向相關(guān)技術(shù)的研究,具有一定的探索性和創(chuàng)新性,為將來(lái)實(shí)現(xiàn)全球區(qū)域碳“源”碳“匯”的探測(cè)奠定了研究基礎(chǔ)。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院研究生院(上海技術(shù)物理研究所)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：P407;X87

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 何中海;何彬彬;;基于權(quán)重光譜角制圖的高光譜礦物填圖方法[J];光譜學(xué)與光譜分析;2011年08期

2 王潤(rùn)生;甘甫平;閆柏琨;楊蘇明;王青華;;高光譜礦物填圖技術(shù)與應(yīng)用研究[J];國(guó)土資源遙感;2010年01期

3 裴承凱;傅錦;;高光譜遙感技術(shù)在巖礦識(shí)別中的應(yīng)用現(xiàn)狀與前景[J];世界核地質(zhì)科學(xué);2007年01期

4 張良培,鄭蘭芬,童慶禧;利用高光譜對(duì)生物變量進(jìn)行估計(jì)[J];遙感學(xué)報(bào);1997年02期

5 張東;張鷹;李歡;陳曄;;基于組分反演的高光譜潮間帶表層沉積物自動(dòng)分類研究[J];海洋學(xué)報(bào)(中文版);2008年03期

6 韓飛;程朋根;吳劍;肖根如;;高光譜土地退化指數(shù)研究[J];東華理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2008年01期

7 胡先莉;王璐;柳炳利;;基于快速定點(diǎn)學(xué)習(xí)算法的高光譜遙感信息提取[J];國(guó)土資源科技管理;2012年06期

8 董晶晶;牛錚;;高光譜反演葉片葉綠素及全氮含量[J];遙感信息;2008年05期

9 潘邦龍;王先華;朱進(jìn);易維寧;;湖泊水體葉綠素偏振高光譜反演模型研究[J];光譜學(xué)與光譜分析;2013年06期

10 段洪濤;張柏;宋開山;王宗明;胥彥玲;;長(zhǎng)春市南湖葉綠素a濃度高光譜估測(cè)模型研究[J];水科學(xué)進(jìn)展;2006年03期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 賀霖;潘泉;趙永強(qiáng);邸韋華;;一類高光譜圖象小目標(biāo)統(tǒng)計(jì)檢測(cè)算法研究[A];第十五屆全國(guó)遙感技術(shù)學(xué)術(shù)交流會(huì)論文摘要集[C];2005年

2 田宏偉;趙慧潔;;基于高階統(tǒng)計(jì)的高光譜目標(biāo)檢測(cè)的研究[A];2004全國(guó)光學(xué)與光電子學(xué)學(xué)術(shù)研討會(huì)、2005全國(guó)光學(xué)與光電子學(xué)學(xué)術(shù)研討會(huì)、廣西光學(xué)學(xué)會(huì)成立20周年年會(huì)論文集[C];2005年

3 張兵;鄭蘭芬;童慶禧;;光譜復(fù)原基礎(chǔ)上的高光譜高空間遙感數(shù)據(jù)融合研究[A];新世紀(jì) 新機(jī)遇 新挑戰(zhàn)——知識(shí)創(chuàng)新和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展（上冊(cè)）[C];2001年

4 胡盛雯;殷德奎;;高光譜大氣探測(cè)儀干涉信號(hào)的獲取電路設(shè)計(jì)[A];2006年全國(guó)光電技術(shù)學(xué)術(shù)交流會(huì)會(huì)議文集（D 光電信息處理技術(shù)專題）[C];2006年

5 楊超宇;楊頂田;楊躍忠;盧桂新;趙俊;孫兆華;;光學(xué)淺水中海草底質(zhì)的高光譜提取[A];第六屆全國(guó)信息獲取與處理學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（2）[C];2008年

6 汪大明;侯芳;李志忠;黨福星;楊日紅;肖政浩;;星載高光譜載荷參數(shù)分析研究[A];第十七屆中國(guó)遙感大會(huì)摘要集[C];2010年

7 譚炳香;李增元;陳爾學(xué);龐勇;;高光譜與多光譜遙感數(shù)據(jù)森林類型識(shí)別研究[A];第十五屆全國(guó)遙感技術(shù)學(xué)術(shù)交流會(huì)論文摘要集[C];2005年

8 譚炳香;李增元;龐勇;曹斌;;多角度高光譜CHRIS數(shù)據(jù)森林葉面積指數(shù)估測(cè)研究[A];遙感定量反演算法研討會(huì)摘要集[C];2010年

9 王建宇;舒嶸;徐衛(wèi)明;馬艷華;何志平;呂剛;陳育偉;張冰娜;;機(jī)載高空間分辨力、高光譜分辨力多維信息獲取與處理技術(shù)的研究[A];第十五屆全國(guó)遙感技術(shù)學(xué)術(shù)交流會(huì)論文摘要集[C];2005年

10 趙鑫;黃敏;朱啟兵;;基于小波變換的高光譜散射圖像蘋果內(nèi)部品質(zhì)預(yù)測(cè)[A];第24屆中國(guó)控制與決策會(huì)議論文集[C];2012年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前5條

1 趙凡;“高光譜小衛(wèi)星載荷關(guān)鍵技術(shù)研究”啟動(dòng)[N];中國(guó)國(guó)土資源報(bào);2009年

2 本報(bào)記者 于德福;擦亮找礦“天眼”[N];中國(guó)國(guó)土資源報(bào);2012年

3 記者 金小平;提高國(guó)土資源調(diào)查精度和深度[N];中國(guó)礦業(yè)報(bào);2008年

4 王建宇;積二十年探索創(chuàng)新之力 理論成果終成實(shí)用技術(shù)[N];文匯報(bào);2006年

5 南方日?qǐng)?bào)駐京記者 王騰騰　通訊員 邱學(xué)雷 劉昊元 策劃統(tǒng)籌 江華 黃慧瑩;高分系列衛(wèi)星 擦亮中國(guó)“天眼”[N];南方日?qǐng)?bào);2014年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前3條

1 朱學(xué)謙;甚高光譜信息獲取技術(shù)研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院(上海技術(shù)物理研究所);2016年

2 李占峰;紫外高光譜臭氧探測(cè)儀在軌定標(biāo)方法研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院(長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所);2014年

3 邢前國(guó);珠江口水質(zhì)高光譜反演[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（南海海洋研究所）;2007年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前9條

1 劉穎;高光譜圖象目標(biāo)識(shí)別新技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2007年

2 趙宏磊;面向分類的多/高光譜與SAR圖象協(xié)同處理技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

3 褚武道;基于PLS方法的鐵觀音茶樹葉片營(yíng)養(yǎng)成分含量高光譜估算[D];福建師范大學(xué);2014年

4 何理;水稻葉片氮素含量及產(chǎn)量、相關(guān)品質(zhì)高光譜預(yù)測(cè)模型的初步研究[D];揚(yáng)州大學(xué);2014年

5 馬曉鑫;光纖式高光譜剖面測(cè)量系統(tǒng)[D];廈門大學(xué);2006年

6 鄧美容;幾種典型造巖礦物偏振高光譜特性研究[D];東北師范大學(xué);2007年

7 隋學(xué)艷;棉花主要栽培生理指標(biāo)的近地高光譜監(jiān)測(cè)研究[D];石河子大學(xué);2006年

8 潘星哲;基于不同施氮量水平下水稻高光譜特征分析[D];江西農(nóng)業(yè)大學(xué);2013年

9 吳斐;基于光譜反射率的耕地估產(chǎn)研究[D];華中師范大學(xué);2011年

，

本文編號(hào)：1349190