推帚式高光谱成像仪杂散光规律分析与校正方法研究

摘要

高光谱成像数据由于具有光谱波段连续、波段数多、图谱合一以及超高光谱分辨率等优点，已经广泛地应用到植被类型区分、岩矿识别以及生态环境监测等诸多领域。推帚式高光谱成像仪由于不必建造既昂贵又复杂的扫描镜就能达到高的空间分辨率和光谱分辨率，目前已成为高光谱成像技术的发展主流。高光谱成像的广阔应用前景对其成像数据质量提出了较高的要求，然而尽管推帚式高光谱成像仪在设计阶段对杂散光进行分析并采取抑制措施，但由于光学器件的非理想特性使得杂散光不可避免地存在于高光谱图像数据中,降低了成像数据的质量。
　　在此背景下，本文针对推帚式高光谱成像仪开展杂散光规律与校正方法的研究。首先，在实验室条件下利用积分球作为光源，归纳得出推帚式成像方式下的高光谱数据的杂散光规律，并对实验数据进行统计分析得出在实验室条件下杂散光的影响可达到10%以上，以此估算出野外飞行数据的杂散光影响可以达到1%的数量级。
　　其次，以归纳得出的杂散光规律为基础给出一种推帚式成像方式下高光谱数据的杂散光校正方法，并设计实验提取单个像元的杂散光串扰向量。最后,用实验得到的杂散光串扰向量对飞行图像进行杂散光校正，校正后的图像的清晰度有了明显的改善，并满足实际应用需求。
　　本文的研究成果已经在推帚式高光谱成像仪(PHI)的飞行实验中得到应用，该仪器已经顺利通过验收。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 杂散光的研究现状

1.3 本文研究内容

第二章 杂散光以及高光谱数据的相关知识

2.1 杂散光相关知识

2.2 高光谱数据的特点与数据格式

2.3 高光谱数据的预处理

2.4 本章小结

第三章 推帚式成像方式下高光谱数据的杂散光规律研究

3.1 推帚式高光谱成像方式及杂散光的产生机理

3.2 推帚式成像方式下的高光谱数据的杂散光规律分析

3.3 杂散光影响的定量分析

3.4 本章小结

第四章 推帚式成像方式下高光谱数据的杂散光校正

4.1 推帚式成像方式下高光谱数据的杂散光校正方法

4.2 串扰向量的提取

4.3 高光谱飞行图像的杂散光校正实例

4.4 本章小结

第五章 结束语

5.1 研究成果总结

5.2 未来研究展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间已发表或录用的论文及专利