植被的光谱特征是监测植被生长发育状态、 健康状况的基础, 探索玉米苗期干旱胁迫后的关键发育期光谱特征变化, 不仅为植被光谱数据库的建设提供理论数据, 也为植被水分胁迫高光谱识别提供理论依据。 以辽宁西部锦州生态与农业气象站大型农田土壤水分控制场为研究区, 对玉米苗期、 拔节期、 抽雄期和乳熟期4个发育期进行苗期干旱胁迫小区和水分适宜小区光谱观测, 通过分析原始光谱、 一阶导数光谱、 光谱参数和水分敏感植被指数, 对比苗期干旱胁迫光谱与同期对照的光谱特征差异性。 结果表明: (1)对于原始光谱来说, 玉米在苗期受到干旱胁迫后, 与同期水分适宜的玉米光谱特征有较为明显区别, 在可见光波段和短波红外波段反射率均高于同期对照反射率, 近红外波段明显低于同期对照反射率, 拔节期差异性最为显著, 达到了5%左右, 随着作物的生长, 差异性逐渐减弱。 (2)4个发育期玉米一阶导数光谱在可见光波段均出现双峰, 红光位置峰值在抽雄期达到最大； 苗期干旱胁迫一阶导数光谱的红光位置峰值均低于同期对照, 拔节期差异明显, 在0.003左右, 乳熟期差别明显减小, 可区分性减弱。 (3)苗期胁迫玉米光谱参数与同期对照相比, 从苗期到乳熟期, 红边位置存在“蓝移”—“红移”—“蓝移”的现象, 绿峰位置均存在向长波方向移动的现象； 在抽雄期和乳熟期, 蓝边位置、 蓝边幅值、 黄边位置和黄边幅值两者差异不明显； 在三边面积中, 红边面积均低于同期对照, 黄边面积均高于对照, 两者的蓝边面积无明显差异。 (4)在8个水分敏感植被指数中, NDWI和NDW_2的差异性指数在玉米四个关键发育期均达到50%以上, 可区分性明显。 该研究旨在为植物水分胁迫光谱库提供基础数据, 为作物干旱识别的谱段选择及高光谱波段设置提供基础依据。

精确的光谱定标是定量化反演地物信息的前提与基础。 光栅色散型可见近红外成像光谱仪(VNS)主要用于海洋水色遥感和海岸带监测, 采用推扫式成像方式, 工作波段范围覆盖400～1 040 nm, 空间维视场像元总数为1 024, 共设置256个光谱通道, 光谱采样步长为2.5 nm。 针对仪器入轨后可能发生的光谱通道中心波长漂移或通道宽度展宽问题, 基于光谱特征曲线匹配思想, 提出了利用太阳大气廓线和星上定标器镨钕特征光谱进行在轨光谱定标的新方法。 开展了在轨光谱真实性检验与定标的地面模拟实验, 采用最小差值与相关系数联合算法对数据进行了处理。 以大气氧气吸收763 nm波段为例, 介绍了在轨光谱定标的步骤。 给出了太阳夫郎和费517 nm、 Pr-Nd玻璃685 nm和氧气吸收763 nm三个典型波段对应VNS的光谱通道的定标结果: 三个通道穿轨视场Smile效应幅度相近, 约为0.6 nm; 中心波长漂移方向和大小各异, 分别为0.707, -0.369和0.293 nm; 对穿轨方向各像元的测量值进了二次曲线拟合, 763 nm通道标准偏差小于另外两个通道, 三个通道的光谱定位精度较高优于0.176 nm。 为成像光谱仪开发出一种适用的在轨光谱定标算法。

利用辽宁锦州地区2013年生长季不同土壤水分控制条件下的春玉米冠层高光谱数据, 及对应的植株叶面积指数(leaf area index, LAI)数据, 分析在不同发育期内不同生长状况下的春玉米冠层高光谱特征及其与植株叶面积指数的关系。 采集并计算共313组有效样本, 包括350～2 500 nm波段范围光谱的反射率、 反射率倒数的对数、 反射率一阶导数及LAI, 应用多元逐步线性回归法和偏最小二乘回归法, 对剔除了受大气水分影响较为严重光谱波段的其他波段数据进行降维, 构建叶面积指数的全波段冠层高光谱数据模型, 并进行精度检验与比较。 结果表明, 春玉米LAI与光谱反射率在可见光波段(350～680 nm)、 红外波段(1 430～1 800和1 950～2 450 nm)均呈显著的负相关; 反射率倒数的对数在对应区间为显著的正相关; 反射率一阶导数则在可见光和近红外波段(350～1 350 nm)存在较显著相关波段。 三种全波段冠层高光谱数据在春玉米LAI的线性回归中, 偏最小二乘法在以冠层反射率为自变量的模型构建中, 比多元逐步线性回归拟合度好, 其总均方根误差为0.480 7; 以冠层光谱反射率的倒数的对数及一阶导数为自变量, 应用逐步线性回归法建模, 拟合度较好, 其总均方根误差分别为0.333 5和0.348 8; 三种光谱数据的春玉米LAI两种回归算法中, 以冠层反射率倒数的对数为自变量, 应用逐步线性回归方法建模的拟合度最佳。

光栅色散型成像光谱仪工作在可见近红外波段，主要用于海洋水色遥感。仪器采用推扫式成像，共设置15个光谱通道，穿轨方向由1024个像元组成，总视场宽度为14.2°。成像仪的各光谱通道对入射光的偏振状态敏感，为了提高大气顶入瞳辐射的测量精度，需要了解仪器的偏振响应特性，包括偏振灵敏度和相位角。发射前搭建了偏振测试系统，测量仪器的偏振灵敏度和相位角，它们是光谱通道和视场像元的函数。其中980 nm波段的偏振灵敏度最高，平均值约为4.69%，443 nm波段的偏振灵敏度最低，平均值约为1.81%。随着视场的变化，灵敏度呈现中间低，两边高的变化规律。提出成像仪偏振响应校正方法，利用偏振状态已知的入射光进行实验验证，结果表明该方法可将成像光谱仪偏振响应引入的辐射测量不确定度降低1%~6%。

海洋水色遥感应用对光学遥感仪器提出了高灵敏度与高精度的要求。本文研究的可见近红外成像光谱仪采用推扫扫描的方式，从而获得了较高的灵敏度；通过对系统进行杂散光定标和校正实现高精度测量。杂散光校正算法要求图像中所有目标信号不能饱和。由于仪器的动态范围针对水色目标设置，因而大部分图像通道高亮度的云目标信号会饱和，导致杂散光校正算法无法获得较好效果。以一台基于帧转移面阵CCD 的推扫式可见近红外成像光谱仪为研究对象，通过分析系统设置的CCDSmear 校正通道的成像机理，论证了在不同光源下Smear 通道和各图像通道间均存在线性相关性，进而提出了一种利用Smear 校正通道来恢复各图像通道饱和信号的方法，为星上高光谱图像的杂散光校正提供有效的数据源，也为饱和图像恢复提供了一种较为可行的方法。

宽波段成像仪上搭载了一个双通道长波红外相机,采用推扫方式成像.分析了相机获取的 2个通道遥感图像存在的 3种失配变换类型,结合 SIFT特征算子,给出了一组配准参数,配准精度达到亚像素级,满足了利用双通道遥感数据和分裂窗算法反演地温的需求.

通过监测辽宁锦州地区不同干旱胁迫条件下春玉米拔节-吐丝期冠层高光谱分布, 研究其可见光、 红边区和近红外光的光谱分布特征, 分析不同波长光谱反射率与各深度土壤湿度的相关关系, 结果表明: 拔节-吐丝期, 0～20 cm层土壤湿度与350～710 nm区间光谱反射率存在显著的负相关关系, 各层土壤湿度(0～60 cm)与710～1 300 nm区间光谱反射呈正相关关系, 其中40 cm深度土壤湿度与光谱反射率正相关性较好; 红边区(680～760 nm)光谱反射率较好的反映了植株的生长状况, 该区间单位波长光谱反射率变化由增加-减小, 为相对较稳定的光谱区间。 各层土壤湿度与红边参数的多项式回归趋势相似, 表层0和20 cm土壤湿度与红边参数关系曲线呈先增加后减小趋势, 40和60 cm土壤湿度则先减小后增加。

采样啁啾光纤光栅理论是实现超高信道数梳状滤波器的理想方案，但是一个啁啾模板只能实现特定波长间隔的光梳状滤波器。提出一种利用光纤布拉格光栅(FBG)直流相移实现任意波长间隔梳状滤波器方法。该方法只需一个啁啾模板与亚微米精度的位移台，在灵活性、简单性和制作成本方面有明显优势。仿真和实验表明FBG直流折射率调制可以引入任意的相位偏移。利用该方法实现了波长间隔为100，50，40 GHz的梳状滤波器。最后分析了直流相移光栅长度与相位误差对滤波器边带抑制度的影响。

提出了一种光照直接改变光纤布拉格光栅（FBG）直流折射率调制强度引入相移的方法。仿真和实验表明，利用该方法可以在FBG上产生任意相移量。对利用该方法设计的相移FBG和传统离散相移FBG的性能进行了比较，表明两者具有相近的反射谱特性。针对光码分多址应用，制作了7位、63位码片的时域相位编解码器，测试结果表明其具有良好的编解码性能，从而证明了该种方法可用于制作多相移光栅。该方法在FBG中引入相移时不需要相位掩模板、制作工艺精度低，因此在灵活性、简单性和制作成本方面有一定的优势。