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无人机载成像光谱仪的工作原理分析
发布时间:2018-11-23 点击次数:71次
  无人机载成像光谱仪利用线阵列探测器进行扫描,利用色散元件和面阵探测器完成光谱扫描。利用线阵列探测器及其沿轨道方向的运动完成空间扫描。其工作方式主要为推扫式,为了实现扫描过程,一般利用外接扫描平台带动光谱仪运行;由于扫描平台比较笨重,且增加了耗电量,给野外工作带来诸多不便,所以现在新型的成像光谱仪取消了扫描平台,改为内置式扫描设计,减轻了整机重量和能耗,而且可以直接进行垂直向下测量,更利于野外使用。
  当能量高于原子内层电子结合能的高能X射线与原子发生碰撞时,驱逐一个内层电子从而出现一个空穴,使整个原子体系处于不稳定的状态,当较外层的电子跃迁到空穴时,产生一次光电子,击出的光子可能再次被吸收而逐出较外层的另一个次级光电子,发生俄歇效应。当较外层的电子跃入内层空穴所释放的能量不被原子内吸收,而是以光子形式放出,便产生X射线荧光,其能量等于两能级之间的能量差。
  由于系统结构复杂,从能量分配角度分析,光谱细分后到达探测器的能量非常微弱,因此信噪比的高低成为衡量仪器设备性能的重要指标。对于offner型成像光谱仪系统,分光器件的效率高低直接决定无人机载成像光谱仪能量利用率,该成像光谱仪中有关光谱的分析如下:
  1.光谱重建,即成像光谱数据的定标、定量化和大气纠正模型与算法,依此实现成像光谱信息的图像到光谱的转换;
  2.光谱编码,尤其指光谱吸收位置、深度、对称性等光谱特征参数的算法;
  3.超多维光谱图像信息的显示,如图像立方体的生成;
  4.据库的地物光谱匹配识别算法;
  5.混合光谱分解模型;
  6.基于光谱模型的地表生物物理化学过程与参数的识别和反演算法。 
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