安光所在海洋1C卫星星上定标光谱仪基于太阳漫反射板组件的绝对辐射定标应用研究方面取得新进展

   日期:2020-12-31     来源:中国仪器网    浏览:20    评论:0    
核心提示:近日,安光所张黎明研究员团队在海洋1C卫星星上定标光谱仪(Satellite Calibration Spectrometer,SCS)基于太阳漫反射板组件的绝对辐射定标应用研究方面取得新进展。
  近日,安光所张黎明研究员团队在海洋1C卫星星上定标光谱仪(Satellite Calibration Spectrometer,SCS)基于太阳漫反射板组件的绝对辐射定标应用研究方面取得新进展。周期性星上绝对辐射定标是实现遥感观测数据定量化应用的前提。
  
  星上定标是实时、连续的定标。星上定标,对于可见光和近红外通道多采用太阳或标定的钨丝灯作为校准源,而对于热红外通道则多用黑体定标。
  
  由于标准参考源的光谱辐照度与波长之间的关系曲线是精确已知的,因此在任一光谱波段内,与反射辐射探测器的输出信号相对应的数据值就可以利用标准源在该波段的平均光谱辐照度来进行校准。内校准源的稳定性和精度。
  
  卫星运行后,在空间环境中的系统性能的衰退、感应元件的老化、污染等会使光学效率降低;探测器工作温度的变化及探测器的老化会影响探测器的响应率;电子元件的老化会影响电子线路的放大增益等。这都使遥感器的探测精度、灵敏度减弱。
  
  SCS高光谱遥感器,采用光栅分光的形式获取400纳米~900纳米波段、光谱分辨率为5纳米的101个通道的连续光谱图像,作为辐射标准传递辐射计对同平台水温水色扫描仪和海岸带成像仪等其他遥感器进行周期性 交叉辐射定标。
  
  研究团队设计了星上太阳漫射板光谱辐射定标组件。以稳定的太阳光作为参考光源照明双向反射分布函数(BRDF)已精确测出的定标漫反射板,形成均匀的光谱辐亮度已知的星上参考辐射源,为SCS提供星上定标工作标准,实现其星上绝对辐射定标。作为辐射标准传递辐射计,SCS不仅可满足对同平台其他遥感器的高精度交叉定标要求,还可以应用于其他卫星平台搭载的可见近红外波段光学遥感器的交叉辐射定标,对我国光学遥感器整体定量化水平的提高方式具有重要参考价值。
  
  
  辐射定标是用户需要计算地物的光谱反射率或光谱辐射亮度时,或者需要对不同时间、不同传感器获取的图像进行比较时,都必须将图像的亮度灰度值转换为绝对的辐射亮度,这个过程就是辐射定标。
  
  绝对定标:通过各种标准辐射源,在不同波谱段建立成像光谱仪入瞳处的光谱辐射亮度值与成像光谱仪输出的数字量化值之间的定量关系。相对定标:确定场景中各像元之间、各探测器之间、各波谱之间以及不同时间测得的辐射量的相对值。
  
  成像光谱仪星上定标技术
  
  成像光谱仪是同时获取地物图像和光谱信息的新一代光学遥感仪器。可作为农作物估产、矿物勘探、资源普查、环境监测等提供新的研究手段。按照搭载平台的不同。成像光谱仪可以分为星载成像光谱仪和机载成像光谱仪两大类。
  
  星上定标是成像光谱仪光谱图像数据定量化的基础。成像光谱仪的定标包括辐射定标和光谱定标两方面。辐射定标的任务是利用辐射参考定标,建立成像光谱仪的数字化输出与其接收的地面景物辐亮度之间的换算关系。光谱定标的任务是确定成像光谱仪各光谱通道的光谱响应曲线及中心波长的半宽度。
  
  发射过程中以及在轨运行期间,星载成像光谱仪的光学、结构和电子学部件会发生性能改变,导致实验室辐射定标建立的数字化输出和地面景物辐亮度之间的关系发生改变,同时也会使像面上谱线位置发生改变,为了得到准确的光谱图像数据,必须对这些改变进行校正,这个就是实验室定标的基础上对成像光谱仪进行星上定标。
  
  与地面定标类似,成像光谱仪星上定标也包括辐射定标与光谱定标两个方面。即利用外部参考标准或者辐射响应关系和光谱谱线位置进行标定,对其在轨运行期间性能的稳定性作出评估,得到准确的定量化光谱图像数据。
  
  成像光谱仪是新一代传感器。在20世纪80年代初正式开始研制。研制这类仪器的主要目的是想在获取大量地物目标窄波段连续光谱图像的同时,获得每个像元几乎连续的光谱数据,因而称为成像光谱仪。目前成像光谱仪主要应用于高光谱航空遥感。在航天遥感领域高光谱也开始应用。成像光谱仪基本上属于多光谱扫描仪,其构造与CCD线阵列推扫式扫描仪和多光谱扫描仪相同,区别仅在于通道数多,各通道的波段宽度很窄。
  
  成像光谱仪按其结构的不同,可分为两种类型。一种是面阵探测器加推扫式扫描仪的成像光谱仪,它利用线阵列探测器进行扫描,利用色散元件和面阵探测器完成光谱扫描。利用线阵列探测器及其沿轨道方向的运动完成空间扫描。另一种是用线阵列探测器加光机扫描仪的成像光谱仪,它利用点探测器收集光谱信息,经色散元件后分成不同的波段,分别在线阵列探测器的不同元件上,通过点扫描镜在垂直于轨道方向的面内摆动以及沿轨道方向的运动完成空间扫描,而利用线探测器完成光谱扫描。
 
日期: 2020-12-31
标签: 光谱 光谱仪 遥感 近红外 辐照
 
相关资讯
免责声明
1.本网中刊登的文章、数据的版权仅归原作者所有,原创文章由中实仪信网编辑整合,转载请注明中实仪信网出处。
2.转载其它媒体的文章,我们会尽可能注明出处,但不排除来源不明的情况。网站刊登文章是出于传递更多信息的目的,对文中陈述、观 点判断保持中立,并不意味赞同其观点或证实其描述。
3.如您对文章内容、版权或其他问题持有异议,请与中实仪信网联系。联系邮箱:ytanmiya@163.com 联系QQ:
0相关评论

推荐图文
推荐资讯
点击排行
推荐标签
新手指南
采购商服务
供应商服务
交易安全
关注我们
中实仪信会员交流群

0535-6611163

周一至周五 9:00-18:00
(其他时间联系在线客服)

24小时在线客服