机载高光谱成像仪光谱定标关键技术研究
发布时间：2021-11-05 21:03
高光谱成像仪作为一种图谱融合的成像技术,已经在精细农业、海洋观测、城市规划、灾害监测等诸多领域得以应用。高光谱成像仪不仅可以获得目标的几何特征,还能够定量化反演得到目标的光谱反射、辐射和吸收特性。由于高光谱成像仪对目标的光谱特征测量精度高度依赖于仪器自身的光谱状态,因此,针对具体的应用场景,都需要对高光谱成像仪进行高精度的光谱标定,才能够通过分析三维立体光谱影像获取有价值的信息来满足任务需求。本论文深入地研究了机载高光谱成像仪的光谱定标关键技术,解决了高光谱成像仪短波模块的实验室光谱定标过程中由水汽所引起的响应畸变问题,并根据水汽自身的光谱吸收特征提出了一种基于水汽的光谱定标方法。此外,本论文根据小尺寸的地面靶标,针对机载光谱仪,提出了一种新的基于大气吸收特征的机上光谱定标算法,解决了大气下垫面对机上光谱定标精度的影响。本论文详细地研究了以上光谱定标关键技术的理论依据和原理,并通过实际的实验数据证明了上述关键技术的有效性和可行性。本论文的主要工作内容和创新成果包括以下方面:1)本论文提出了一种基于单色仪和水汽光谱吸收特性的实验室光谱定标方法,该方法是基于对高光谱成像仪光谱定标原理的详细...
【文章来源】： 中国科学院大学(中国科学院上海技术物理研究所)上海市
【文章页数】：119 页
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 研究背景与意义
1.1 研究背景
1.2 高光谱成像仪的发展及其光谱定标技术的国内外研究现状
1.2.1 高光谱成像仪实验室光谱定标技术研究现状
1.2.2 高光谱成像仪在轨光谱定标技术研究现状
1.3 高光谱成像仪光谱定标关键技术概述
1.4 研究意义和主要研究内容
第2章 机载高光谱成像仪光谱定标的物理基础
2.1 机载高光谱成像仪的总体技术
2.1.1 高光谱成像仪的分光原理
2.1.2 高光谱成像仪的成像技术
2.1.3 典型高光谱成像仪的系统结构分解及其指标参数
2.2 机载高光谱成像仪光谱标定的物理原理和主要内容
2.2.1 高光谱成像仪光谱定标的物理原理
2.2.2 高光谱成像仪光谱定标的主要内容
2.3 高光谱成像仪光谱标定方法及关键技术分析
2.3.1 实验室光谱定标方法及关键技术分析
2.3.2 在轨光谱定标方法及关键技术分析
2.4 本章小结
第3章 机载成像光谱仪实验室光谱定标关键技术研究
3.1 成像光谱仪的实验室光谱定标方法简述及主要问题
3.2 基于水汽吸收特征的实验室光谱定标方法
3.3 实验室光谱定标结果分析
3.4 本章小结
第4章 机载高光谱成像仪机上光谱定标关键技术研究
4.1 对地观测载荷的成像过程及大气辐射传输机理
4.2 高光谱成像仪机上光谱定标原理及算法
4.2.1 辐射传输系数的测量方法
4.2.2 机上光谱图像的非均匀性校正对机上光谱定标的必要性
4.2.3 太阳直射经纬度的计算方法
4.3 大气下垫面背景对机上光谱定标结果影响的修正
4.3.1 BP神经网络的概述
4.3.2 基于BP神经网络的大气下垫面背景对机上光谱定标结果影响效应的剔除
4.3.3 机上光谱定标方法的有效性和不确定度分析
4.4 本章小结
第5章 总结与展望
5.1 主要研究成果
5.2 论文的创新性体现
5.3 未来的研究方向
参考文献
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于HJ-1卫星数据反演长沙市气溶胶光学厚度 [J]. 周碧,廖玉芳,韩沁哲,高霞霞,段丽洁,杜东升,邓剑波. 湖北农业科学. 2019(17)
[2]棱镜型空间外差光谱技术研究 [J]. 叶松,史新政,李树,汪杰君,王新强. 光学学报. 2019(11)
[3]基于平面反射式光栅的微型紫外-可见光谱仪设计 [J]. 周颖,黄云彪,魏康林,甄长飞,温志渝. 自动化仪表. 2019(07)
[4]红外傅里叶光谱仪在轨光谱定标算法研究 [J]. 冯绚,韩昌佩,邹曜璞,陈博洋. 光学学报. 2019(06)
[5]摆动刻蚀法制作高衍射效率凸面闪耀光栅 [J]. 王琼,沈晨,谭鑫,齐向东,巴音贺希格. 强激光与粒子束. 2019(06)
[6]基于迈克尔逊干涉仪的光纤微流速传感器 [J]. 李永超,温晓东,谭竣耀,吕慧君. 光学技术. 2019(03)
[7]基于凹面光栅的特定蛋白分析仪结构设计及性能分析 [J]. 李俊纬,倪屹,郭瑜,张啸天,钟道鸿,樊俊星. 光学学报. 2019(08)
[8]利用区域增长技术的自适应高光谱图像分类 [J]. 吴银花,胡炳樑,高晓惠,周安安. 光学精密工程. 2018(02)
[9]色散型成像光谱仪整机成像质量研究 [J]. 付澍,唐义,常月娥,刘可欣,骆加彬. 光学技术. 2018(01)
[10]基于超限学习机的矿区土壤重金属高光谱反演 [J]. 马伟波,谭琨,李海东,闫庆武. 生态与农村环境学报. 2016(02)
博士论文
[1]中波红外傅里叶变换成像光谱仪理论分析与光学系统设计研究[D]. 王文丛.中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所) 2015
硕士论文
[1]高光谱与高空间分辨率CO2探测仪的光谱定标[D]. 刘倩倩.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2012
本文编号：3478505
【文章来源】： 中国科学院大学(中国科学院上海技术物理研究所)上海市
【文章页数】：119 页
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 研究背景与意义
1.1 研究背景
1.2 高光谱成像仪的发展及其光谱定标技术的国内外研究现状
1.2.1 高光谱成像仪实验室光谱定标技术研究现状
1.2.2 高光谱成像仪在轨光谱定标技术研究现状
1.3 高光谱成像仪光谱定标关键技术概述
1.4 研究意义和主要研究内容
第2章 机载高光谱成像仪光谱定标的物理基础
2.1 机载高光谱成像仪的总体技术
2.1.1 高光谱成像仪的分光原理
2.1.2 高光谱成像仪的成像技术
2.1.3 典型高光谱成像仪的系统结构分解及其指标参数
2.2 机载高光谱成像仪光谱标定的物理原理和主要内容
2.2.1 高光谱成像仪光谱定标的物理原理
2.2.2 高光谱成像仪光谱定标的主要内容
2.3 高光谱成像仪光谱标定方法及关键技术分析
2.3.1 实验室光谱定标方法及关键技术分析
2.3.2 在轨光谱定标方法及关键技术分析
2.4 本章小结
第3章 机载成像光谱仪实验室光谱定标关键技术研究
3.1 成像光谱仪的实验室光谱定标方法简述及主要问题
3.2 基于水汽吸收特征的实验室光谱定标方法
3.3 实验室光谱定标结果分析
3.4 本章小结
第4章 机载高光谱成像仪机上光谱定标关键技术研究
4.1 对地观测载荷的成像过程及大气辐射传输机理
4.2 高光谱成像仪机上光谱定标原理及算法
4.2.1 辐射传输系数的测量方法
4.2.2 机上光谱图像的非均匀性校正对机上光谱定标的必要性
4.2.3 太阳直射经纬度的计算方法
4.3 大气下垫面背景对机上光谱定标结果影响的修正
4.3.1 BP神经网络的概述
4.3.2 基于BP神经网络的大气下垫面背景对机上光谱定标结果影响效应的剔除
4.3.3 机上光谱定标方法的有效性和不确定度分析
4.4 本章小结
第5章 总结与展望
5.1 主要研究成果
5.2 论文的创新性体现
5.3 未来的研究方向
参考文献
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于HJ-1卫星数据反演长沙市气溶胶光学厚度 [J]. 周碧,廖玉芳,韩沁哲,高霞霞,段丽洁,杜东升,邓剑波. 湖北农业科学. 2019(17)
[2]棱镜型空间外差光谱技术研究 [J]. 叶松,史新政,李树,汪杰君,王新强. 光学学报. 2019(11)
[3]基于平面反射式光栅的微型紫外-可见光谱仪设计 [J]. 周颖,黄云彪,魏康林,甄长飞,温志渝. 自动化仪表. 2019(07)
[4]红外傅里叶光谱仪在轨光谱定标算法研究 [J]. 冯绚,韩昌佩,邹曜璞,陈博洋. 光学学报. 2019(06)
[5]摆动刻蚀法制作高衍射效率凸面闪耀光栅 [J]. 王琼,沈晨,谭鑫,齐向东,巴音贺希格. 强激光与粒子束. 2019(06)
[6]基于迈克尔逊干涉仪的光纤微流速传感器 [J]. 李永超,温晓东,谭竣耀,吕慧君. 光学技术. 2019(03)
[7]基于凹面光栅的特定蛋白分析仪结构设计及性能分析 [J]. 李俊纬,倪屹,郭瑜,张啸天,钟道鸿,樊俊星. 光学学报. 2019(08)
[8]利用区域增长技术的自适应高光谱图像分类 [J]. 吴银花,胡炳樑,高晓惠,周安安. 光学精密工程. 2018(02)
[9]色散型成像光谱仪整机成像质量研究 [J]. 付澍,唐义,常月娥,刘可欣,骆加彬. 光学技术. 2018(01)
[10]基于超限学习机的矿区土壤重金属高光谱反演 [J]. 马伟波,谭琨,李海东,闫庆武. 生态与农村环境学报. 2016(02)
博士论文
[1]中波红外傅里叶变换成像光谱仪理论分析与光学系统设计研究[D]. 王文丛.中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所) 2015
硕士论文
[1]高光谱与高空间分辨率CO2探测仪的光谱定标[D]. 刘倩倩.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2012
本文编号：3478505
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