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，難以進行存儲、檢索和分析。為解決這一問題，必須對數(shù)據(jù)進行壓縮處理，而且不能沿用常規(guī)少量波段遙感圖像的二維結(jié)構(gòu)表達方法。圖像立方體就是適應(yīng)成像光譜數(shù)據(jù)的表達，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)域進行分析，從而在更加微觀的尺度上進行機理探測研究。
 

　　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，選擇培育了自然靶標區(qū)域，研制了輻射均一的多級輻射特性靶標和具有嚴格光譜特征的光譜靶標，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精度的綜合影響效應(yīng)，給出兩者結(jié)合的理論表達。
 

　　(3)針對場地輻射定標，研究了場地輻射定標理論模型和方法，分析了各個影響因素的相關(guān)性，對不確定度要素進行了合成，對不同的誤差來源分別進行了敏感性分析，給出了輻射定標綜合不確定度優(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飛行，在我國實現(xiàn)了遙感載荷的精細定標并驗證了上述定標理論、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精度優(yōu)于0.5nm:外場輻射定標總不確定度優(yōu)于6%。