面向典型地表场景的高光谱遥感器光谱参数智能控制及性能比较研究

Since the 1990s, more and more satellites are launched at home and abroad. Data we can acquire is increased in geometric series, bringing great press to download and processing. On the other hand, user can not get professional requirement data because of fixed parameter of satelliates. With more and more satelliate and hyperspectral data are acquired but user’s requirements are not meet, spectral parameters of hyperspectral remote sensing need intelligent control. When studying the project” Development of hyperspectral microscopic imaging system”, we studied the radio frequency coupling feature of acousto-optic crystal, and Put forward the method to change spectral parameters based on acousto-optic crystal. In the study, we first analysis the relationship of spectral resolution and SNR in theory, then quantitativly analysis the change of spectral parameter to SNR of image and inversion of remote sensing parameters for different typical surface sense. To analysis the spectral sensitivity of remote sensing parameters in the respect of spectral resolution, central wavelength, wavelength range, then provide the theoretical basis and technology accumulation for the spectrum parameters adjustment and optimization of the next generation intelligent hyperspectral remote sensing systems.

20世纪90年代以来，国内外发射的卫星越来越多，获取数据量以几何级数递增，给下行和后期处理带来巨大压力。另一方面由于载荷指标固定的限制，用户难以获取满足定量化专业应用需求的数据。针对高光谱遥感卫星获取数据量日益庞大但难以满足专业应用需求的现状，亟需开展高光谱遥感器光谱参数智能控制研究，根据用户需求的波段范围和光谱分辨率获取具有针对性的数据。项目组在“显微成像光谱系统研制”项目中充分研究了声光晶体的多射频耦合特性，提出基于声光晶体改变遥感器光谱参数的方法。本研究理论分析高光谱遥感器光谱分辨率与成像信噪比互斥关系，以基于声光晶体的成像光谱系统为依托，定量分析光谱参数改变对图像信噪比和遥感参数反演的影响，从光谱分辨率、中心波长、谱段设置，分析遥感参数反演的光谱指标敏感性；确立不同地物场景遥感参数反演所需的光谱参数，为高光谱遥感器智能对地观测光谱参数指标调整和优化提供硬件实现的理论支撑和技术积累。

本项目针对20世纪90年代以来国内外发射的卫星越来越多，获取数据量以几何级数递增，给下行和后期处理带来巨大压力的现状，开展了高光谱遥感器光谱参数智能控制研究。项目通过基于多射频信号作用于声光晶体的方法，改变高光谱遥感器波段范围和光谱分辨率等参数，目的为突破遥感器载荷指标参数固定的限制，从光谱分辨率、中心波长、谱段设置等参数进行调节从而获取满足定量化专业应用需求的数据。本项目(1)在理论上分析了高光谱遥感器光谱分辨率与成像信噪比互斥关系，以基于声光晶体的成像光谱系统为依托，通过实验室高光谱成像实验，定量分析了光谱参数改变对图像信噪比和遥感参数反演的影响。(2)通过不同地物场景下的光谱数据分析确立了不同地物场景遥感参数反演所需的光谱参数，为高光谱遥感器智能对地观测光谱参数指标调整和优化提供硬件实现的理论支撑和技术积累。(3)开发了基于多射频驱动器的声光晶体高光谱成像系统。基于该项目的资助，共发表了4篇SCI文章，申请了4项发明专利，并且培养了一位硕士研究生，一位博士研究生。