摆扫型成像光谱仪的原理及优缺点

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。