成像光谱仪发展分析介绍

2023-8-21 15:05

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成像光谱仪主要分为 2 类,一是机载成像光谱仪,二是星载成像光谱仪。机载成像光谱仪主要有这些,比如:美国的AVRIS、MAS、CHRISS、AHI、Hymap,加拿大的 CASI、德国的 DAIS 系列等,星载成像光谱仪主要有这些,比如:美国的 MODIS、HRST、FIHSI,日本的 GLI,欧空局的 PRISM 等。下面对这两种成像光谱仪做具体的区分

美国的成像技术发展较早,从 20 世纪 80 年代至已经研制了三代高光谱成像光谱仪。第一代成像光谱仪称航空成像光谱仪 AIS ,是由美国国家航空航天管理局(NASA) 所属的喷气推进实验室JPL设计,已于1984~1986 年装在NASA的 C-130飞机上使用。这是一台装有二维、近红外阵列探测器的实验仪器有 128个通道,光谱覆盖范围从 12~2.4m,并在内华达 Cuprite 地区的应用中取得很好的效果。

第二代成像光谱仪称航空可见光、近红外成像光谱仪 AVIRIS,有 224 个通道,光谱范围为0.41~2.45m。每个通道的波段宽约为 10nm,曾放在改装后的高空 U2飞机上使用,为目前最常用的航空光谱仪之-基于 NASA 仪器的成功应用及采矿工业和石油工业的需求,在AVIRIS 之后地球物理环境研究公司GER 又研制了1台64通道的高光谱分辨率扫描仪GERIS。其中63个通道为高光谱分辨率扫描仪,第64 通道是用来存储航空陀螺信息。该仪器由 3 个单独的线性阵列探测器的光栅分光计组成。它与其他仪器的区别是在不同的光谱范围区内,通道的光谱宽度是不同的。

第三代高光谱成像光谱仪为克里斯特里尔傅立叶变换高光谱成像仪 FTHSI,适合在Cessna-206 轻型飞机上使用。它的重量为35kg,采用 256通道,光谱范围为400~1050nm,有2~10nm 的光谱分辨率,视场角为150°在此期间,许多国家都先后研制航空成像光谱仪。如美国的 DAIS,加拿大的 FLI、CASI,德国的 ROSIS,澳大利亚的 HyMap 等。

在国内,成像光谱仪的研制工作由于跟踪国际前沿技术,成像光谱仪的研制已跻身于国际先进行列。我国于 20 世纪80 年代中后期着手发展自己的高光谱成像系统。主要的成像光谱仪有中科院上海技术物理研究所研制的推扫式成像光谱仪(PHI)系列、实用型模块化成像光谱仪(OMIS)系列、中科院长春光机所研制的高分辨率成像光谱仪(C-HRIS)和西安光机所研制的稳态大视场偏振干涉成像光谱仪(SLPIIS)。中科院上海技术物理研究所研制的中分辨率成像光谱仪(CMODIS)于 2002年随“神舟”三号发射升空,并成功获取航天高光谱影像,其获取影像从可见光到近红外共 30 波段中红外到远红外的4 波段空间分辨率为 500m。

2007年10月年发射的“嫦娥1号”卫星已携带中科院西安光机所研制的涉成像光谱仪升空,用于获取月球表面二维多光谱序列图像及可分辨地元光谱图通过与其他仪器配合使用对月球表面有用元素及物质类型的含量与分布进行分析,获得的数据用于编制各元素的月面分布图。

从2007 年到 2010年,我国将组建环境与灾害监测预报小卫星星座,将携带超光谱成像仪,采用 0.45~0.95um 波段平均光谱分辨率为 5nm,地面分辨率为100m。

 

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领域:微生物和致病菌,农业种植,遥感,地质,海洋

标签:成像光谱仪,高光谱成像,光谱仪