提出一种顾及姿态误差时空变化的全谱段光谱成像仪（VIMS）定位精度提升方法。通过分析高分五号02星（GF-5B卫星）181 d的星敏感器低频误差规律，以分段傅里叶级数模型为基础，利用时序化、多空间补偿策略，统一了非基准与基准定姿模式之间的低频误差特性，补偿低频误差对影像几何定位的影响。研究结果表明，所提方法将VIMS可见光近红外影像无地面控制几何定位精度从4.274 pixel优化至1.867 pixel，且对不同时相、不同区域的光学影像均有良好的精度提升效果。

云的存在影响着遥感影像的广泛应用。基于高光谱观测卫星全谱段光谱成像仪的空间分辨率高和波段范围广的特点，提出一种适用于全谱段光谱成像仪数据的改进多通道阈值云检测算法。首先，根据云层在可见光到热红外通道的变化特征分离潜在云像素和清晰像素；然后，将温度概率、变异概率和亮度概率相结合，分别生成陆地和水体的云概率掩模；在此基础上，利用潜在云像素和云概率掩模得到潜在云层；最后，对潜在云层应用晴空恢复测试来减轻陆地水体以及冰雪上空云的误判。将改进的多通道阈值云检测算法结果与传统的多通道阈值云检测算法结果进行定量对比分析。结果表明：改进的算法能适用于不同的地表场景且得到较好的检测效果，平均总体精度为92.0%，差异度总体降低3%，平均云像元正确率和晴空像元正确率分别为92.4%和91.8%，错分和漏分误差显著降低；尤其在高亮地表，在城市和冰雪上空的平均云像元正确率分别提高4%和5%，差异度分别降低4%和2%。所提算法的云识别效果优于传统的多通道阈值云检测算法的结果，并且运行效率较高。

从可见光到热红外的全谱段探测的多光谱成像仪器能够同时对可见光、近红外、短波红外、中波红外、长波红外光谱范围内的多个谱段进行探测, 是目前得到广泛研究及应用的成像光谱仪器。这类仪器在国土资源、环境监测、城市遥感、海洋监管等方面均有较高的应用价值。本文概述了此类仪器的国内外研究发展现状, 对国外 Landsat系列载荷、MODIS、国内的资源系列载荷、高分五号全谱段光谱成像仪等代表性仪器的技术指标和特点进行了总结。通过分析认为更加全面和精细的光谱覆盖、成像方式的改进与技术指标提高、定标手段和定量化水平提高、数据的持续性及稳定性是未来发展的趋势。

全谱段光谱成像仪集成可见多光谱、短波/中波红外以及长波红外三种探测器, 覆盖十多个谱段, 具有目前国内同类遥感仪器最宽光谱信息, 同时系统复杂且技术难度较大。为解决全谱段光谱成像仪多探测器同步控制、海量数据存储与集成处理以及探测器在轨增益、级数、积分时间等其他参数调整问题, 设计了一种多探测器数据控制与处理系统。该系统硬件以现场可编程门阵列(FPGA)为核心控制处理单元, 采用光耦合差分器件与其它设备进行连接和传输; FPGA软件采用模块化设计思想, 自顶向下用硬件描述语言(VHDL)进行设计; 利用仿真工具、硬件模拟器进行验证, 结果证明了该设计的正确性和有效性。在实际工程应用中, 该系统功能全面、接口灵活、可靠性高且易扩展。