hyspex無人機載成像光譜儀的4大創(chuàng)新成果分析

hyspex無人機載成像光譜儀通過分析光譜成像數(shù)據(jù)，就可以從分析出圖中物體的類型。這種技術(shù)對于環(huán)境監(jiān)測，軍事探查，農(nóng)業(yè)監(jiān)測，資源勘探都有很大的作用。該儀器采用了透射型體相全息衍射光柵，其在可見光到近紅外波段具有低雜散光、低吸收率特點，由于核心部分密封在玻璃或其它透明材質(zhì)中，因此壽命長、容易清潔、抗刮檫，非常適合各種苛刻的野外的應(yīng)用環(huán)境。具有光譜分辨率較高的優(yōu)點，同時由于數(shù)據(jù)量巨大，難以進(jìn)行存儲、檢索和分析。為解決這一問題，必須對數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮處理，而且不能沿用常規(guī)少量波段遙感圖像的二維結(jié)構(gòu)表達(dá)方法。圖像立方體就是適應(yīng)成像光譜數(shù)據(jù)的表達(dá)，而發(fā)展起來的一種新型的數(shù)據(jù)格式，各光譜段圖像的疊合，立方體正面的圖像是一幅自己選擇的三個波段圖像合成，它是表示空間信息的二維圖像，在其下面則是單波段圖像疊合；位于立方體邊緣的信息，表達(dá)了各單波段圖像邊緣各像元的地物輻射亮度的編碼值或反射率，這種圖像表示形式亦稱為影像立方體。
 

　　hyspex無人機載成像光譜儀在高光譜測量的基礎(chǔ)上，具有圖譜合一的優(yōu)勢，可以到葉片一個點去探測作物不同脅迫癥狀的特征，又可獲取受脅迫作物面狀的光譜信息，點面結(jié)合綜合地反映作物遭受脅迫的程度。所以，已經(jīng)成為國內(nèi)外研究的熱點，利用該技術(shù)定量化地提取作物所遭受的各種脅迫特征，根據(jù)高分辨率的圖像對葉片及葉片的局部區(qū)域進(jìn)行分析，從而在更加微觀的尺度上進(jìn)行機理探測研究。
 

　　hyspex無人機載成像光譜儀的創(chuàng)新成果包括以下幾個方面：
 

　　(1)針對無人機載成像光譜儀的技術(shù)指標(biāo)，選擇培育了自然靶標(biāo)區(qū)域，研制了輻射均一的多級輻射特性靶標(biāo)和具有嚴(yán)格光譜特征的光譜靶標(biāo)，hyspex無人機載成像光譜儀為建立無人機航空遙感載荷驗證場提供了技術(shù)保障。
 

　　(2)系統(tǒng)論證和建立了特征吸收法外場光譜定標(biāo)數(shù)學(xué)模型，提出了優(yōu)化二維代價函數(shù)光譜參數(shù)反演方法，使反演效率提高了近100倍;研究了外場光譜定標(biāo)的精度定量評價方法，針對中心波長偏移量和帶寬變化量對光譜定標(biāo)精度的綜合影響效應(yīng)，給出兩者結(jié)合的理論表達(dá)。
 

　　(3)針對場地輻射定標(biāo)，研究了場地輻射定標(biāo)理論模型和方法，分析了各個影響因素的相關(guān)性，對不確定度要素進(jìn)行了合成，對不同的誤差來源分別進(jìn)行了敏感性分析，給出了輻射定標(biāo)綜合不確定度優(yōu)于相互獨立條件下總不確定度的物理解釋和試驗證明。
 

　　(4)通過多年的多載荷定標(biāo)飛行，在我國實現(xiàn)了遙感載荷的精細(xì)定標(biāo)并驗證了上述定標(biāo)理論、方法的有效性。hyspex無人機載成像光譜儀對帶寬為6nm左右的可見光與外場光譜定標(biāo)精度優(yōu)于0.5nm:外場輻射定標(biāo)總不確定度優(yōu)于6%。