干涉光谱数据处理技术研究进展

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1、1.2.2空间调制千涉型光谱成像技水20世纪80年代末90年代初，随着航空航天遥感技术的发展需求和面阵探测器阵列制造技术的不断提奇，也为了回避时间调制Fourier变换光谱成像仪中动态扫描镜系统这个难题，国外不少单位开始研究静态Fourier变换光谱成像技术。空间调制干涉型光谱成像仪一次曝光得到的数据包含了一维空间信息•一维干涉信息，另一维空间信息通过推扫得到，其数据获取方式见图4所示.芙增加滤波、平场等处理.并在平场、相位修正等方面提岀了一些新的处理方法〔倒，成功应用于环境与灾害监测小P.星超光谱成像仪的工

2、程化研制，获得了较好的结果(图7),针对不同干涉图采样方式下的光IS反演问题也进行了分析研究叫Fig.5Recoveredspectralima^ofKH1S1FI&4DataextractingmethodofSMUTS干20世纪90年代初，Hawaii大学与Florida工学院等在美国梅军研究局(ONR)支持下联合研制了空间调制干涉刑成像光谱仪处臥(spatiallymodulatedimagingfouriertransformspectrometer,SMIFTS),该方案采用Sagnac横向剪切干

3、涉仪作为分光元件，具有很奇的稳定性.该仪器的成功为星载干涉成像光谐仪的研制英定了基础.在美国空军支持下.Kestrel公司与Florida工学院等单位合作，对前期研制的SMIFTS进行改进提高，经过地面及机载试验8珀，报终研制的傅里叶变换高光谗成像仪(fouriertransformhyperspectralimager,FTHSI)成功应用于MightySatQ・I133*341,针对FTHSI的特点，成功实现了干涉数据的星上快速光谱反演处理〔旳，反演得到的数据如图5所示.在国内，西安光机所进行了空间调制

4、干涉光谱成像技术的研究⑶.3H,已经发射的嫦娥一号卫星(CE-1)高光谱成像仪以及环境与灾害监测卫星(HJ-1A)超光谱成像仪均基于空间调制「•涉原理，冃前仪器状杰良好，获得了宝贵的遥感数据。在仪器研制的同时.西安光机所也开展了数据处理方面的研究•⑹，提出了数据处理的完整流程(图6),该流程的总体思路与时间调制型光谐成像仪类似，但在预处理阶段需Fig.6Spectralrecoveringflow1.2.3时空联合调制千涉型光褂成像技术20世纪90年代中期，随希数据处理软锁件技术的发展.为干涉光谐成像技术的发

5、展创造了更多的机会，相里斌综合时间调制型与空间调制型干涉光谱成像仪的优点，提出r时空联合调制型干涉光谱成像仪(largeaperturestaticimagingspectrometer,LAS1S)方案］⑵，该仪器获取的数据是带有干涉条纹的二维空间图像。图8为LASIS获取的干涉数据及反演得到的光谐数据.耍得到物体的光谱侑息.需夔通过逐列推扫获得全视场的打描图像才能提取物体的干涉信息（图9）・该方案具有奇通址、原理简单導诵多优点.但由于必须经过全视场的扫描才能提取岀目标所对应的「涉条纹,所以遥感平台的稳定性

6、，僞流角，光学系统的畸变等都会对LASIS荻取的数据产生觅要形响•从而对光谱数据处理提出了很直的要求，使得针对工程化LASIS的光诡数据处理系统异常复杂.Hg.8InterferencedataacquiredbyLAS1S(a)anditsrecoveredspectralimagedata(b)一j「！！！门:匸1fl1!丨「Flfr9SchematicdiagnmofinterferencedataextractingofLAS1S在国外，Desrochers针对时空联合调制战干涉光谱成像仪提出了一套光

7、谱反演处理流程⑷】（图10）,并根据此流程开发了一套处理系统。在国内，主耍:住数据汉左修正方面做了一些工作：西安光机所早期联合浦华大学针对竖直摄电状态下遥感平台姿态与LASIS图像质匮的关系进行r研究，提出采用相位相关和归一化积相结合的方法进行图像校正其修正洲后光谱失良度达到1・5%）H群波等针对光学崎变对LASIS数据质债的形响进行了分析（切.以便对仪器的光学设计提供指导；赵急洁等⑷」利用共线方程建立了非竪直摄形状态下平台的姿态与LAS1S的彖移匮关系模罚，但没右分析平台姿态对干涉信息和光谐信息的定笊形响。

8、2干涉光谱数据处理技术发展趋势分析干涉光谱成像技术是集光学、光谱学、精密机械、计算机、数据处理等技术于一体的综合性技术，干涉光谐成像技术的发展与上述各项技术的发展息息相关，而随着干涉光谱技术的发展及工程化应用，干涉光谱反演技术与仪器的联系也愈加紧密.目肘干涉光谱反#（技术呈现岀如下的符点.（1）随着仪器方案多样性的发展的势及仪器工程化应用，干涉光谱数据处理技术也由通用化向专用化方向发展.自Miche