基于AVIRIS的定标原理和设计思想,中科院遥感所研究了一种OMIS[8]成像光谱仪,它主要用于进行土地和河海的勘测等领域。

 OMIS系统

它的系统结构主要包括光源、单色仪、平行光管、光谱仪、探测器、计算机单片机、锁相放大器等。从光源发出的光首先通过斩波器和单色仪变为一束单色光,然后达到平行光管,被准直和扩束,接着入射到光谱仪中,被探测器接收,经过锁相放大器放大后计算机采集获得数据信息。其中单色仪与计算机相连,控制入射光波段宽度。由此,可以获得离散的光谱响应函数,经过后续处理,如高斯拟合的方式,可以获得不同通道的半宽高和中心波长。这种方法很大程度上提高了定标效率,但是由于锁相放大器的使用,使得使用范围比较局限。

干涉光谱成像仪的定标在国内和国外的研究都较少,可供参考的文献并不完整仅为少数。如美国Fourier Transform HyperSpectral Imager即第一台星载空间调制型干涉光谱成像仪和我国西安光机所研制的“环境与灾害监测预报卫星”超光谱成像仪[10],都采用了光谱定标技术。

美国FTHSI[9]光谱成像仪是基于空间调制Sagnac型干涉系统的干涉成像光谱仪。它的光谱定标采用HeNe激光器和氪灯,以及经过定标的积分球光源。激光器和氪灯同时入射光谱仪系统,采集干涉数据后,去除暗电流和进行相对定标后得到光谱复原图,最后与入射光的谱线位置进行比对,来实现光谱定标,这种方法具有很高的借鉴价值。

我国西安光机所研究了一种空间调制干涉成像光谱仪的实验室定标。主要包括实验室定标:暗电流特性研究、光谱定标、相对定标和绝对定标,以及实验室定标不确定度分析。它详细介绍了其实验室定标的方法。包括实验设备、操作步骤、计算方式和实验结果以及计算不确定度的方法。对干涉光谱成像仪定标原理进行全面总结,提出具有可实施性的定标原理、方法和步骤。并且创新性的提出了单色仪相对定标法,即一种利用单色仪产生单色光来与像元匹配的方法。

今后的光谱定标技术将会日益精细化、自动化、通用化和标准化。由于光谱成像仪越来越广泛的应用,人们对定标精度提出了更高的要求,对全部波段和像素点都要进行定标,同时减少人为手动以减少人工误差。提高定标系统的通用性,对光谱定标技术进行标准化,可以拓宽成像光谱技术的使用范围。

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