成像光譜技術(shù)導(dǎo)論

內(nèi)容概要

王建宇、舒嶸等編著的這本《成像光譜技術(shù)導(dǎo)論》圍繞成像光譜遙感技術(shù)的原理和成像光譜儀的設(shè)計(jì)，以色散型成像光譜儀為主，介紹成像光譜技術(shù)的物理基礎(chǔ)、探測(cè)器選擇、系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)、光學(xué)設(shè)計(jì)、電子學(xué)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)標(biāo)定和檢測(cè)、數(shù)據(jù)定量化處理、成像光譜技術(shù)的應(yīng)用等內(nèi)容。全書(shū)共分10章。第1章敘述成像光譜技術(shù)的物理基礎(chǔ)、基本原理和發(fā)展歷史；第
2章介紹光電傳感器的物理基礎(chǔ)、類(lèi)型指標(biāo)；第3章介紹成像系統(tǒng)和分光系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；第4章介紹成像光譜儀的電子學(xué)設(shè)計(jì)；第5章介紹成像光譜儀輻射和幾何兩方面的定量化技術(shù)；第6章介紹系統(tǒng)評(píng)價(jià)技術(shù)；第7章介紹系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方法，并詳細(xì)介紹兩個(gè)成像光譜儀的實(shí)際設(shè)計(jì)案例；第8章以預(yù)處理為主介紹成像光譜數(shù)據(jù)處理技術(shù)；第9章舉例介紹成像光譜遙感的典型應(yīng)用內(nèi)容；第10章簡(jiǎn)要介紹現(xiàn)有的典型成像光譜儀及其國(guó)內(nèi)外發(fā)展趨勢(shì)。
《成像光譜技術(shù)導(dǎo)論》適于光電技術(shù)、光學(xué)設(shè)計(jì)、遙感應(yīng)用等相關(guān)專(zhuān)業(yè)的大學(xué)高年級(jí)本科生、研究生或空間遙感領(lǐng)域的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員和應(yīng)用領(lǐng)域研究人員參考閱讀。

書(shū)籍目錄

序
前言
第1章  引言
  1.1  成像光譜技術(shù)的基本原理
    1.1.1  成像光譜技術(shù)的物理基礎(chǔ)
    1.1.2  成像光譜儀的實(shí)現(xiàn)原理
  1.2  成像光譜技術(shù)的發(fā)展
    1.2.1  成像光譜技術(shù)的國(guó)外研究
    1.2.2  成像光譜技術(shù)的國(guó)內(nèi)研究
  參考文獻(xiàn)
第2章  成像光譜技術(shù)中的光電傳感器
  2.1  光電傳感器基本原理
    2.1.1  光電導(dǎo)傳感器
    2.1.2  光伏傳感器
  2.2  硅傳感器
    2.2.1  CCD的物理基礎(chǔ)
    2.2.2  硅線列CCD
    2.2.3  硅面陣CCD傳感器
  2.3  InSb傳感器
    2.3.1  InSb傳感器簡(jiǎn)介
    2.3.2  InSb測(cè)器陣列的制備和性能
    2.3.3  InSb直接混成式焦平面陣列器件的工作原理及研制
    2.3.4  InSb探測(cè)器性能
    2.3.5  InSb大型焦平面陣列器件技術(shù)
  2.4  HgCdTe傳感器
    2.4.1  HgCdTe傳感器簡(jiǎn)介
    2.4.2  HgCdTe物理特性
    2.4.3  HgCdTe探測(cè)器結(jié)構(gòu)
    2.4.4  HgCdTe探測(cè)器性能
    2.4.5  HgCdTe傳感器的未來(lái)發(fā)展
  2.5  InGaAs傳感器
    2.5.1  InGaAs傳感器簡(jiǎn)介
    2.5.2  InGaAs物理特性
    2.5.3  InGaAs探測(cè)器結(jié)構(gòu)
    2.5.4  InGaAs/PIN光電探測(cè)器性能
    2.5.5  InGaAs光電探測(cè)器現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)
  2.6  面陣傳感器最新技術(shù)進(jìn)展
    2.6.1  高速幀轉(zhuǎn)移背照面陣CCD傳感器
    2.6.2  背照式減薄面陣CMOS傳感器
    2.6.3  SiPIN焦平面混成陣列
    2.6.4  寬譜響應(yīng)HgCdTe焦平面
    2.6.5  量子阱紅外焦平面
  2.7  小結(jié)
  參考文獻(xiàn)
第3章  光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
  3.1  成像光譜儀的成像方式
    3.1.1  光機(jī)掃描成像方式
    3.1.2  推帚成像方式
    3.1.3  凝視成像方式
    3.1.4  成像光譜儀成像方式的特點(diǎn)
  3.2  成像光學(xué)系統(tǒng)
    3.2.1  光機(jī)掃描部件
    3.2.2  反射式成像系統(tǒng)
    3.2.3  折射式成像系統(tǒng)
    3.2.4  折－反射式成像系統(tǒng)
    3.2.5  成像光學(xué)系統(tǒng)的特點(diǎn)
  3.3  分光方式
    3.3.1  棱鏡分光
    3.3.2  光柵分光
    3.3.3  傅里葉變換分光
    3.3.4  AOTF分光
    3.3.5  LCTF分光
    3.3.6  集成階躍濾光片分光
    3.3.7  楔形濾光片分光
  3.4  推帚式成像光譜儀的寬視場(chǎng)實(shí)現(xiàn)方法
  3.5  成像光譜儀的像質(zhì)分析
    3.5.1  Strehl判斷
    3.5.2  瑞利判斷
    3.5.3  分辨率
    3.5.4  光學(xué)傳遞函數(shù)
    3.5.5  點(diǎn)列圖
  參考文獻(xiàn)
第4章  電子學(xué)設(shè)計(jì)
  4.1  探測(cè)器的信號(hào)處理技術(shù)
    4.1.1  光機(jī)掃描式成像光譜儀信號(hào)處理技術(shù)
    4.1.2  CCD和焦平面探測(cè)器信號(hào)處理技術(shù)
  4.2  數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
    4.2.1  模擬信號(hào)調(diào)理
    4.2.2  A/D轉(zhuǎn)換
    4.2.3  系統(tǒng)時(shí)序控制
    4.2.4  數(shù)據(jù)傳輸與記錄
    4.2.5  數(shù)據(jù)顯示與監(jiān)控
  參考文獻(xiàn)
第5章  成像光譜定量化技術(shù)
  5.1  成像光譜系統(tǒng)的光譜與輻射定標(biāo)技術(shù)
    5.1.1  實(shí)驗(yàn)室定標(biāo)
    5.1.2  成像光譜儀的輻射定標(biāo)技術(shù)
    5.1.3  機(jī)上/星上定標(biāo)
    5.1.4  定標(biāo)場(chǎng)定標(biāo)
    5.1.5  其他定標(biāo)方式和空、天、地一體化測(cè)量
  5.2  成像光譜儀的影像預(yù)定位技術(shù)
    5.2.1  穩(wěn)像技術(shù)
    5.2.2  高精度內(nèi)方位元素定標(biāo)
    5.2.3  機(jī)載成像光譜儀的位置姿態(tài)參數(shù)獲取技術(shù)
  參考文獻(xiàn)
第6章  成像光譜儀的系統(tǒng)評(píng)價(jià)技術(shù)
  6.1  基于實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)的系統(tǒng)評(píng)價(jià)
    6.1.1  成像光譜儀的光譜特性及評(píng)價(jià)
    6.1.2  成像光譜儀的輻射特性及評(píng)價(jià)
    6.1.3  成像光譜儀的幾何特性及評(píng)價(jià)
  6.2  基于圖像的系統(tǒng)評(píng)價(jià)
    6.2.1  常規(guī)的圖像評(píng)價(jià)參數(shù)
    6.2.2  圖像的幾何特性評(píng)價(jià)
    6.2.3  圖像的光譜特性評(píng)價(jià)
  參考文獻(xiàn)
第7章  成像光譜儀的系統(tǒng)設(shè)計(jì)
  7.1  成像光譜儀系統(tǒng)指標(biāo)分析
    7.1.1  系統(tǒng)的探測(cè)靈敏度設(shè)計(jì)分析
    7.1.2  系統(tǒng)的MTF設(shè)計(jì)分析
    7.1.3  系統(tǒng)的光譜分辨率設(shè)計(jì)分析
    7.1.4  系統(tǒng)設(shè)計(jì)中其他問(wèn)題的考慮
  7.2  星載成像光譜儀的設(shè)計(jì)
    7.2.1  衛(wèi)星軌道
    7.2.2  系統(tǒng)總體指標(biāo)設(shè)計(jì)
    7.2.3  系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)
    7.2.4  系統(tǒng)靈敏度分析和設(shè)計(jì)小結(jié)
  7.3  機(jī)載成像光譜儀的設(shè)計(jì)
    7.3.1  系統(tǒng)總體指標(biāo)設(shè)計(jì)
    7.3.2  系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)
    7.3.3  系統(tǒng)靈敏度分析和設(shè)計(jì)小結(jié)
  參考文獻(xiàn)
第8章  成像光譜數(shù)據(jù)的信息處理技術(shù)
  8.1  成像光譜數(shù)據(jù)的特點(diǎn)與數(shù)據(jù)格式
    8.1.1  成像光譜數(shù)據(jù)的特點(diǎn)
    8.1.2  成像光譜數(shù)據(jù)的格式
  8.2  成像光譜數(shù)據(jù)的輻射校正
    8.2.1  成像光譜義的輻射校正
    8.2.2  圖像的均勻性校正
    8.2.3  其他輻射缺陷的修正
  8.3  成像光譜數(shù)據(jù)的幾何校正
    8.3.1  遙感平臺(tái)不穩(wěn)定帶來(lái)的幾何變形
    8.3.2  基于IMU/GPS的成像光譜影像數(shù)據(jù)幾何校正方法
  8.4  反射率圖像的生成
    8.4.1  基于輻射傳輸模型的校正方法
    8.4.2  基于地面同步測(cè)量的校正方法
  8.5  其他預(yù)處理內(nèi)容
  8.6  成像光譜數(shù)據(jù)的分級(jí)輸出
  8.7  成像光譜數(shù)據(jù)的壓縮
    8.7.1  數(shù)據(jù)壓縮基本理論
    8.7.2  成像光譜數(shù)據(jù)的信息分布特征
    8.7.3  成像光譜數(shù)據(jù)的無(wú)損壓縮
    8.7.4  高光譜圖像的高保真壓縮
    8.7.5  實(shí)時(shí)壓縮系統(tǒng)硬件體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
  參考文獻(xiàn)
第9章  成像光譜數(shù)據(jù)的應(yīng)用
  9.1  成像光譜數(shù)據(jù)應(yīng)用的技術(shù)優(yōu)勢(shì)
  9.2  成像光譜數(shù)據(jù)的應(yīng)用案例
    9.2.1  區(qū)域制圖(區(qū)域測(cè)繪制圖、環(huán)境專(zhuān)題圖)
    9.2.2  海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)
    9.2.3  農(nóng)業(yè)遙感
    9.2.4  內(nèi)陸水質(zhì)遙感
    9.2.5  遙感考古
    9.2.6  土地資源與退化調(diào)查
    9.2.7  城市遙感
    9.2.8  公共安全
    9.2.9  區(qū)域碳收支定量研究
  參考文獻(xiàn)
第10章  國(guó)內(nèi)外主要成像光譜儀概覽及發(fā)展趨勢(shì)
  10.1  機(jī)載系統(tǒng)
    10.1.1  AVIRIS
    10.1.2  Hymap
    10.1.3  AHI
    10.1.4  OMIS
    10.1.5  CASI
    10.1.6  PHI/WPHI
  10.2  星載系統(tǒng)
    10.2.1  EO1衛(wèi)星高光譜成像儀Hyperion
    10.2.2  OrbView4衛(wèi)星高光譜成像儀WarFighterl
    10.2.3  PROBA-1衛(wèi)星高光譜成像儀CHRIS
    10.2.4  MRO火星探測(cè)器高光譜成像儀CRISM
    10.2.5  月球礦物制圖儀M3
    10.2.6  美國(guó)中分辨率成像光譜儀MODIS
    10.2.7  歐洲中分辨率成像光譜儀MEIRIS
    10.2.8  中國(guó)中分辨率成像光譜儀CMODIS
  10.3  近期發(fā)展計(jì)劃概覽
  10.4  成像光譜技術(shù)的發(fā)展方向
  參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁(yè)：插圖：（4）元數(shù)據(jù)文件。元數(shù)據(jù)文件是很重要的獨(dú)立型輔助數(shù)據(jù)文件。在保存數(shù)據(jù)或者在向用戶分發(fā)時(shí)，必須為每一個(gè)圖像數(shù)據(jù)文件提供最基本的信息和參數(shù)文件，以方便數(shù)據(jù)處理和應(yīng)用，其中，也包括很多已經(jīng)存放于聯(lián)合型輔助數(shù)據(jù)文件中的參數(shù)，但重復(fù)這些參數(shù)是很有必要的。元數(shù)據(jù)文件以文本文件或其他方便讀取的文件形式記錄所有與圖像數(shù)據(jù)、飛行、儀器、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)提供與分發(fā)、和其他數(shù)據(jù)的關(guān)系等有關(guān)的信息，包括前述的圖像參數(shù)、飛行時(shí)間地點(diǎn)、目標(biāo)、天氣描述、儀器描述、相關(guān)輔助數(shù)據(jù)文件名、已經(jīng)進(jìn)行的處理、備注等，事無(wú)巨細(xì)，可以全部放在該文件中，有時(shí)可籠統(tǒng)稱(chēng)為數(shù)據(jù)相關(guān)信息文件。海量數(shù)據(jù)管理中，該文件非常重要，缺乏該文件，歷史數(shù)據(jù)將難以使用。元數(shù)據(jù)文件內(nèi)容可以根據(jù)需要增加，有的內(nèi)容則可缺省。下面是中國(guó)科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所開(kāi)發(fā)的PHI－3的元數(shù)據(jù)文件包含的主要內(nèi)容：飛行信息：日期、時(shí)間、起飛機(jī)場(chǎng)、飛機(jī)型號(hào)、目標(biāo)地點(diǎn)描述、用戶名稱(chēng)、應(yīng)用目標(biāo)、操作員……天氣狀況、云量（粗略估計(jì)）、能見(jiàn)度（主觀粗略估計(jì)的結(jié)果，非測(cè)量結(jié)果）、穩(wěn)定平臺(tái)型號(hào)（空為無(wú)）、位置與姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)型號(hào)及安裝參數(shù)、飛行高度、設(shè)計(jì)飛行速度、航線序號(hào)（該次飛行航線的序列號(hào)）、簡(jiǎn)單的飛行評(píng)價(jià)（如順利、中間的設(shè)備狀況等）等。傳感器信息：傳感器名稱(chēng)、傳感器型號(hào)、光圈、積分時(shí)間、空間像元數(shù)（每行像元數(shù)）、光譜數(shù)（即波段數(shù)）、像元合并方式、幀采集頻率、傳感器控溫設(shè)定等。處理過(guò)程記錄：完整性分析與處理、處理中采用的暗電流文件名稱(chēng)、采用的輻射校正系數(shù)文件名稱(chēng)、一級(jí)輻射校正完成情況、采用的光校與安裝參數(shù)（或文件名稱(chēng)）、對(duì)應(yīng)的位置與姿態(tài)數(shù)據(jù)文件名稱(chēng)、幾何粗校正完成情況等。

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