摆扫型成像光谱仪的原理及优缺点
发布时间:2025-06-18
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高光谱遥感的成像包括空间维成像和光谱维成像。其空间维成像是通过飞行平台的平动,以及置于飞行平台上的成像光谱仪以一定的工作模式来实现的,常用的工作模式为摆扫型和推扫型。
高光谱遥感的成像包括空间维成像和光谱维成像。其空间维成像是通过飞行平台的平动,以及置于飞行平台上的成像光谱仪以一定的工作模式来实现的,常用的工作模式为摆扫型和推扫型。

摆扫型(whiskbroom)成像光谱仪由光机左右摆扫和飞行平台向前运动完成二维空间成像,如图所示,其线列探测器完成每个瞬时视场像元的光谱维获取,如图所示。
摆扫型成像光谱仪具有一个成45°斜面的扫描镜(rotating scan mirror),在电机(electric motor)的带动下进行360°旋转,其旋转水平轴与遥感平台前进方向平行(cross-track scanning)。扫描镜对地左右平行扫描成像,即扫描运动方向与遥感平台运动方向垂直。光学分光系统一般主要由光栅和棱镜组成,然后色散光源再被汇集到探测器(detector)上。这样成像光谱仪所获取的图像就具有了两方面的特性:光谱分辨率与空间分辨率。

摆扫型成像光谱仪的优点在于可以得到很大的总视场(AFOV可达90°),像元配准好,不同波段任何时候都凝视同一像元;在每个光谱波段只有一个探测元件需要定标,增强了数据的稳定性;由于是进入物镜后再分光,一台仪器的光谱波段范围可以做得很宽,例如从可见光一直到热红外波段。所以目前波段全、实用性强的成像光谱仪,除我国的实用性模块化成像光谱仪(OMIS)系统之外多属此类,如美国喷气推进实验室(Jet Propulsion Laboratory,JPL)完成的AVIRIS系统和美国GER公司的GERIS(Geographical&Environmental Research Imaging Spectrometer)系统。
它的不足之处是,由于采用光机扫描,每个像元的凝视时间相对就很短,要进一步提高光谱和空间分辨率以及信噪比(signal-to-noise,SNR)比较困难。
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