高光譜遙感技術采用幾十乃至上百個窄而連續(xù)分布的光譜通道,在獲取地物空間信息的同時,還可以提取目標豐富的光譜細節(jié)信息;相比多光譜成像技術,光譜信息和空間信息的結合可以得到目標像元較為精細的光譜曲線,即―圖譜合一‖的目標信息,在目標識別,礦物探測、農業(yè)估產、災害預警等方面應用前景十分廣闊。本文以―寬波段成像光譜儀‖項目任務為研究背景,針對應用指標需求,對寬波段成像光譜儀整體的方案設計與測試方案進行了研究,進行了與光譜儀性能指標相關的系統(tǒng)實驗。在此基礎上,重點研究了光譜儀的光譜性能參數(shù)及其計算方法改進與多模塊圖像拼接等相關技術。在編寫了適用于項目需求的測試程序的同時,針對以上兩項技術中存在的一些問題,進行了理論分析并提出了改進方案。在光譜性能方面,由于采用了背照減薄型CCD探測器,光譜儀在近紅外波段會出現(xiàn)條帶狀的干涉條紋,使得處在該波段范圍的通道光譜響應函數(shù)隨波長的分布不夠連續(xù),導致無法精確獲得通道的光譜特征參數(shù)。對此,本文采用法布里—珀羅諧振腔模型,對該現(xiàn)象進行了數(shù)學分析,模擬計算出750¹000nm光譜范圍內的干涉條紋分布情況,分析了CCD光敏面厚度和干涉條紋之間的... 

【文章來源】：中國科學院大學(中國科學院上海技術物理研究所)上海市

【文章頁數(shù)】：99 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

光機掃描式成像光譜儀Fig.1.1Scanningimagingspectrometer光機掃描的優(yōu)點在于，通過掃描鏡旋轉擴大視場，可以較容易獲得很大的總視場，像元配準較好，探測波段覆蓋范圍廣，對探測器像元規(guī)模要求較低，星上

圖 1.2 推掃式成像光譜儀Fig.1.2 Push-broom imaging spectrometer推掃式成像光譜儀通常采用面陣探測器（CCD、CMOS 等），狹縫出射光直、分光、匯聚后，在傳感器光敏面上可得到狹縫像的色散譜線。推掃式成像光譜儀的優(yōu)點主要是大大地增加了像元的駐留時間，極大地提系統(tǒng)的靈敏度和信噪比，可以滿足更高光譜和空間分辨率的要求。和光機掃成像光譜儀相比，由于省去了復雜的光機掃描部件，減少了儀器的體積，對平臺的影響也更小。缺點是受限于探測器和光學設計的難度，其視場不可能，如果要獲得更大的視場覆蓋，可以采取多個相機視場拼接的方法。如歐空 MERIS 就使用 5 個相同的相機模塊扇形分布拼接成 68.5°的觀測視場。.1.2 按分光方式分類（1）濾光片分光濾光片分光成像光譜儀再相機前直接添加濾光片，通過更換或調制濾光片式獲得不同光譜位置的圖像，目前主要有楔形濾光片型、旋轉濾光片型、可

圖 1.3 干涉分光成像光譜儀原理Fig.1.3 Aschematic of interference imaging spectromete分光技術，干涉分光可以在保證較高的光譜分辨率的，得到較高的信噪比。不過，干涉分光成像光譜儀獲，而非直接測量值，必須要經過傅里葉變換后才能使，干涉成像光譜儀系統(tǒng)光機結構復雜，加工難度大，較高。譜技術的發(fā)展現(xiàn)狀成像光譜儀氣推進實驗室（JPL）于 1983 年研制的 AIS-1 (Ar) [10-11]是世界上最早的機載成像光譜儀原型，它采共 128 個波段，光譜覆蓋范圍 η ；1987 年， / 紅 外 成 像 光 譜 儀 AVIRIS (Airborne Visible/Inf

【參考文獻】：
期刊論文
[1]使用背照減薄型CCD的色散型超光譜成像光譜儀中近紅外波段干涉條紋現(xiàn)象的研究與校正[J]. 馬亮,危峻,黃小仙.  光譜學與光譜分析. 2014(07)
[2]基于多特征的紅外與可見光圖像融合[J]. 楊桄,童濤,陸松巖,李紫陽,鄭悅.  光學精密工程. 2014(02)
[3]遙感圖像配準技術綜述[J]. 余先川,呂中華,胡丹.  光學精密工程. 2013(11)
[4]基于梯度互信息與均勻設計PSO的航拍圖像配準[J]. 石祥濱,王銀斌,金士玲.  遼寧大學學報(自然科學版). 2013(01)
[5]分析雙Amici棱鏡角度誤差對色散的影響[J]. 裴琳琳,黃旻,呂群波,付強.  光學學報. 2013(01)
[6]一種基于互信息與梯度的圖像精確配準方法[J]. 劉君,徐來明,左小女.  南昌大學學報(工科版). 2012(04)
[7]新型超分辨干涉型光譜儀光譜定標研究[J]. 施海亮,方勇華,吳軍,熊偉.  光學學報. 2012(05)
[8]用于自適應光學視網膜成像的平場校正方法研究[J]. 孔寧寧,李抄,夏明亮,齊岳,李大禹,宣麗.  光學學報. 2011(12)
[9]Moravec和Harris角點檢測方法比較研究[J]. 盧瑜,郝興文,王永俊.  計算機技術與發(fā)展. 2011(06)
[10]新型衛(wèi)星成像系統(tǒng)的進展與思考[J]. 宋宏偉,鄭團結.  影像技術. 2011(01)

博士論文
[1]推掃式寬視場CCD成像光譜技術研究[D]. 崔毅.中國科學院研究生院（上海技術物理研究所） 2014
[2]超光譜圖像系統(tǒng)幾何校正與圖像配準方法研究[D]. 王運.中國科學院研究生院（長春光學精密機械與物理研究所） 2011
[3]基于多尺度分解的多傳感器圖像融合算法研究[D]. 葉傳奇.西安電子科技大學 2009



本文編號：2971868