二、高光谱遥感成像机理与成像光谱仪.pdf

文档介绍：二、高光谱遥感成像机理与成像光谱仪
基本概念
高光谱遥感成像特点
高光谱遥感图像数据表达
高光谱遥感成像关键技术
成像光谱仪的空间成像技术
成像光谱仪的光谱成像技术
成像光谱仪系统介绍张兵
中国科学院对地观测与数字地球
科学中心
E-mail: ******@ceode.
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2010
基本概念
遥感成像技术的发展一直伴随着两方面的进步:
一是通过减小遥感器的瞬时视场角(Instantaneous Field Of View,
IFOV)而提高遥感图像的空间分辨率(Spatial Resolution);
二是通过增加波段数量和减小每个波段的带宽,来提高遥感图像的光谱
分辨率(Spectral Resolution)。
光谱学
Spectroscopy
成像光谱学
Imaging spectrometry
成像技术
Imaging technology
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基本概念
(1)光谱响应函数(Spectral Response):
λ max
L接收= 入射)()( dfL λλλ
∫ minλ
MODIS,CBERS,TM前4个波段光谱响应函数比较
f λ)( :光谱响应函数 1 MODIS1
MODIS2
MODIS3
MODIS4
D1
D2
D3
D4
光谱响应
Landsat5 TM1
Landsat5 TM2
Landsat5 TM3
0 Landsat5 TM4
350 450 550 650 750 850 950
波长(nm)
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基本概念
(2)光谱分辨率(Spectral Resolution):
仪器在达到50%光谱响应时在波长方向的宽度(Bandwidth)。
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基本概念
(3)探测器凝视时间(Dwell Time)
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。
(4)光谱采样间隔(Spectral Sampling Interval)
相邻波段通道的光谱峰值响应点间的波长间隔。
(5)对比度(Contrast Ratio, CR)
CR=Bmax/Bmin , brightness scale: 0 ~ 10
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基本概念基本概念
(6)调制传递函数(MTF):
正弦信号
正弦光栅
低空间频率高
空间频率: 线对/毫米(lp/mm)
调制度M定义如下:M=(Imax-Imin)/(Imax+Imin)
正弦信号通过镜头后,它的调制度的变化是正弦信号空间频率的函数,这
个函数称为调制传递函数MTF(Modulation Transfer Function)。对于原来调
制度为M的正弦光栅,如果经过镜头到达像平面的像的调制度为M ’,则成
像系统的MTF函数值为:
MTF值= M ’/ M
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基本概念
(6)调制传递函数(MTF): NEXT
系统的MTF总:
MTF总=MTF1·MTF2……MTFn
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基本概念
(7)空间分辨率(Spatial Resolution):
仪器的角分辨力(Angular Resolving Power)由仪器的瞬时视场角
(Instantaneous Field of View, IFOV)决定,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(Ground Resolution
Cell)。
根据瞬时视场角和遥感器距地面高度计算图像空间分辨率:
GR=2×tg(IFOV/2) ×altitude
r L
α= rad
α L r
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基本概念基本概念
(7)空间分辨率(Spatial Resolution):
1
IFOV = =1mradrad
1000
角分辨力=1mrad
距离r=1000mm
距离1米,5线对/厘米
(line-pairs ·cm-1)
10mm L=1mm
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基本概念基本概念
(8)遥感器视场角(Angular Field of View,FOV):
FOV+H >>> 地面扫描幅宽(Ground Swath,GS)。
GS=tan(FOV/2) ×altitude ×2
FOV
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