中国计量科学研究院光学与激光计量科学研究所, 北京 100029
地物光谱仪在遥感领域的应用日益重要, 可用于研究不同地物条件下可见和红外的光谱辐射特性, 从而获得地表的光谱辐射亮度、 光谱辐射照度或方向反射因子等信息。 地物光谱特性的准确测量是光学遥感定量分析的基础, 对于航天传感器定标、 遥感数据反演等具有极其重要的意义。 地物光谱仪在测量前必须进行光谱辐射定标, 一方面定标过程中地物光谱仪的光谱响应特性可能发生漂移, 另一方面测量时的环境与定标环境可能差异较大, 都会影响测量的准确性。 在恒温恒湿条件下, 实验采用谱线灯光源和积分球光源考察了地物光谱仪波长和光谱响应度随探测器温度的变化。 数据显示当光谱仪内部硅阵列探测器温度上升时, 波长位置并未发生改变; 而光谱仪的光谱响应度随着温度上升明显增大。 当硅探测器温度从28.3 ℃升至35.2 ℃时, 光谱仪在380～990 nm的光谱响应度变化达到1.8%～7.3%; 同时近红外1 000～1 800 nm的平均变化约3.0%, 2 000～2 500 nm的变化约1.9%。 当改变环境温度和湿度时, 测量数据表明湿度影响主要在大气中水分子的吸收峰附近波长, 对其他波长影响很小; 光谱仪光谱响应度与内部探测器的温度近似存在一一对应关系, 环境温度的影响可以近似根据内部探测器温度变化予以表征。 理论上当环境条件改变时, 根据光谱响应度随温度的变化和探测器的监测温度, 可以进行光谱数据修正。 最后, 实验测量了一组探测器温度下对应的光谱响应度, 采用多项式拟合和最小二乘法建立了地物光谱仪光谱响应度与温度的函数关系。 根据函数关系插值得到的光谱响应度修正因子和直接测量得到的数据基本一致, 全谱段的差异几乎都小于0.2%, 表明光谱响应度与温度的对应关系可用于解决不同环境条件下的测量准确性。
地物光谱仪 光谱响应度 温湿度修正 Field spectroradiometer Spectral responsivity Temperature and humidity correction 光谱学与光谱分析
2021, 41(5): 1639
1 中国科学院新疆生态与地理研究所, 新疆 乌鲁木齐830011
2 中国科学院大学, 北京100039
3 新疆环境保护科学研究院, 新疆 乌鲁木齐830011
以新疆典型露天煤矿准东五彩湾开采区为研究区, 选定并测定干旱煤矿区三种典型植物: 梭梭、 假木贼和琵琶柴的冠层光谱, 分析植被对煤炭粉尘的波谱响应, 旨在研究露天煤炭开采引起的煤炭粉尘扩散对植被生长的影响.研究基于植被冠层实测光谱, 提取19种常用的植物色素指数和水分指数, 通过不同指数同煤炭粉尘降尘量的相关性的研究, 探讨植被生长受损的关键参数及对煤炭粉尘影响敏感的指示性植被, 为干旱煤矿区植被受损监测提供评价依据。结果表明: 在干旱露天煤矿区植被受到煤炭粉尘污染的过程中, 从植被指数的角度可以间接确定, 随着煤炭粉尘量的增加, 叶绿素以及水分的含量会减少, 而类胡萝卜素的含量会增加; 植被体内的水分和叶绿素含量对煤炭粉尘量的响应较为敏感; 在指示叶绿素(包括叶绿素a、 叶绿素b和叶绿素)的指数中色素归一化指数b(PSNDb)敏感性较强; 在指示类胡萝卜素的指数中结构不敏感色素指数(SIPI)敏感性较强; 在指示水分的指数中植被水分指数(PWI)敏感性较强; 三种植物中梭梭对煤炭粉尘量的增加较为敏感。
地物光谱仪 反射率 植被指数 降尘量 敏感性 Field Spec FR Reflectivity Vegetation index Dust flux Sensitivity 光谱学与光谱分析
2014, 34(8): 2162
1 北京大学遥感与地理信息系统研究所, 北京100871
2 民政部国家减灾中心, 北京100124
水上桥梁是一种典型的人造目标。 利用高分辨率遥感图像进行水上桥梁提取, 对于民用、 军用和商业都具有重要意义。 论文在分析地物光谱特征的基础上, 提出了一种利用高分辨率近红外波段遥感图像进行水上桥梁提取的方法。 首先, 根据水体在近红外波段的光谱特征, 采用迭代法选取阈值提取水体信息, 以限制桥梁提取的空间范围; 然后, 对水体信息进行数学形态学运算, 以连接因桥梁而断开的水体; 其次, 对数学形态学操作前后的水体信息进行叠加分析, 以提取候选桥梁目标; 最后, 在桥梁先验特征知识的辅助下, 去除伪桥梁目标。 论文设计了仿真实验, 以验证方法的有效性和适用性。 实验结果表明, 基于地物光谱特征分析的高分辨率遥感图像水上桥梁提取方法是行之有效的。
地物光谱特征 高分辨率遥感图像 水上桥梁提取 数学形态学 Spectral characteristics of ground objects High-resolution remote sensing image Extraction of bridge over water Mathematical morphology
1 新疆大学 资源与环境科学学院, 新疆乌 鲁木齐 830046
2 新疆大学 绿洲生态教育部重点实验室, 新疆 乌鲁木齐 830046
3 新疆大学 研究生院, 新疆 乌鲁木齐 830046
针对遥感应用越来越依赖于地物光谱特征的特点，为了更深入地研究干旱区地物光谱反射特征，选择新疆塔里木盆地北缘渭干河–库车河三角洲绿洲为研究区.首先，采用美国ASD Fieldspec HH地物光谱仪测得该绿洲几种典型地物(盐碱地、细沙地、棉花地等、柽柳、骆驼刺、芦苇、盐穗木等以及水体)的光谱数据，分析其光谱特征.其次，采用移动平均法进行了噪声去除，分析实测光谱数据噪声特征，部分消除了高频成分，使光谱曲线较为光滑.同时利用导数光谱技术消除了背景噪声、分辨重叠光谱；利用连续统去除法去掉不感兴趣的吸收谱的影响，使之有效突出光谱曲线的吸收和反射特征.最后，利用ENVI软件建立了渭干河-库车河三角洲绿洲主要地物以及对这些地物进行包络线消除的小型光谱库，从而达到该库服务于渭-库绿洲的地物调查、植被调查、植被分类和环境监测等遥感应用的目的.
三角洲绿洲 地物光谱 光谱特性 光谱库 delta oasis ground object spectrum spectral library
中国科学院,安徽光学精密机械研究所,遥感研究室,安徽,合肥,230031
基于平场凹面光栅分光和线列阵探测器探测的最新设计方案,进行了短波红外波段地物光谱仪的光机设计.仪器采用光纤导光,两个独立单元分别探测,最大限度地简化了光学及结构设计.更换前置光学系统改变探测视场, 视场内的辐射经过前置光学系统均匀地照亮入射光纤,保证了两探测单元的视场相同.根据入射光通量、光谱分辨率和狭缝的关系确定入射狭缝的大小,仪器光谱覆盖900～2 400 nm,光谱分辨率优于12 nm,适合野外短波红外波段的探测.
高光谱 地物光谱仪 短波红外 遥感 光学设计 光学 精密工程
2007, 15(11): 1656
1 中国科学院上海技术物理研究所,上海,200083
2 上海海洋气象遥感中心,上海,200030
在大量实测的城市地物光谱数据的基础上,对3种有代表性的光谱匹配模型,即最小距离、光谱角度匹配(SAM),光谱相似度匹配进行了深入计算和分析,在这3种模型中,以SAM表现程度较好,但都不是最理想,区分程度不是很高.为增强区别程度,本文引入了导数对光谱匹配模型进行了重新计算,分析结果表明,一阶导数能明显增加3种光谱匹配模型的区分度,尤其是最小距离法增加非常明显.
高光谱遥感 地物光谱 最小距离 光谱角度匹配 光谱相似度匹配 导数 hyperspectral remote sensing spectral match model minimums distance SAM SCF derivative
