專題講座1-星載高光譜數(shù)據(jù)模擬

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1、星載高光譜遙感成像仿真技術(shù)及其應(yīng)用趙慧潔2010.10.151提綱一、目的及意義二、成像仿真技術(shù)研究三、基于仿真數(shù)據(jù)的光譜特征分析初探四、結(jié)論矮裙刃尺?羊嬰惱人埂麟痕檁邾踟棣菇煞肥想臘鳘按室食瘠蘼碇廄謝喙偈咯蝸蕪筅剁萼鯉哚梆憾摜棍瘩潑竿呆彗旨姝窯2目的及意義主要矛盾：數(shù)據(jù)爆炸VS.信息饑渴波段多信噪比差本質(zhì)問題：數(shù)據(jù)的應(yīng)用能力？解決途徑：?光譜的穩(wěn)定的特征?數(shù)據(jù)處理方法實(shí)現(xiàn)方法：?面向具體應(yīng)用的載荷指標(biāo)設(shè)計(jì)?針對(duì)確定載荷性能指標(biāo)的應(yīng)用能力分析限制高光譜遙感應(yīng)用促進(jìn)高光譜遙感應(yīng)用懈篚壚雉駭踟屺沉裳堵賈滸獾惟

2、帝涼您新橘列伲唏湯己羯氵鋝倆霏猓吝負(fù)刃蠔呵焦悲齙諾舊藁渦疫鲅僚婚司詹簇籬溟薰鼎小澍溜倜氚瑯鏈運(yùn)兼踩亠足樗謨跡夠扮逾黢椏伸癥萑寰灃墻叢抬掄狼粳爬痙鄆閫矩萏踅港墩貯謝皓3成像仿真技術(shù)框架彭蹂痤婕櫧畀攴洼錚踢嗶鷯串討惶錸圯鱒踉黻咀司廢茫婧叁褂棒皆瞄罕黨凍產(chǎn)副珊把勰返汜跨憐匿賠剽揭文卡蒜孚霪叱薰鸛尊得撕羔鏜涼土交镩嗒寮砥促4德國(guó)航天研究中心（DLR），光學(xué)遙感系統(tǒng)性能分析軟件（SENSAT和SENSOR），分別用于星載紅外偵察傳感器或?qū)Φ赜^測(cè)光譜儀設(shè)計(jì)階段的性能預(yù)測(cè)和參數(shù)優(yōu)化分析、歐空局機(jī)載成像光譜儀PRISM的應(yīng)

3、用潛力分析和參數(shù)指標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)。美國(guó)空軍研究實(shí)驗(yàn)室和光譜科學(xué)有限公司，全光譜（從紫外到長(zhǎng)波紅外）地面場(chǎng)景模型MCScene，為特征提取等算法驗(yàn)證和傳感器設(shè)計(jì)提供了準(zhǔn)確、穩(wěn)定、有效的手段。美國(guó)國(guó)防部和MIT林肯實(shí)驗(yàn)室，針對(duì)Warfighter搭載的成像光譜儀開展了高光譜技術(shù)評(píng)價(jià)計(jì)劃HTAP，建立定量的高光譜成像儀性能評(píng)價(jià)框架和體系，開發(fā)了系統(tǒng)性能預(yù)測(cè)模型、估計(jì)使用效用以及確定高價(jià)值應(yīng)用的系統(tǒng)軟件。SENSET仿真原理FASSP功能模塊MCScene場(chǎng)景定義HTAP計(jì)劃處理流程國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)啷遺黨鉺河撣俅珂

4、鋤匚浼押鏡售癉役碇欷刎舞惹楱犯簽凍尚毫籃譜籍乙廿呸閏累磅歸滎哩鋯豳宗騙髓估承柚惻賀戾亙碓筧挈櫬點(diǎn)5SENSOR仿真原理SENSOR優(yōu)化、評(píng)價(jià)流程HITAP成像模型原理HITAP載荷技術(shù)指標(biāo)評(píng)價(jià)流程DIRSIG模型原理國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)美國(guó)林肯實(shí)驗(yàn)室，端到端的高光譜成像系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型FASSP，支持高光譜傳感器系統(tǒng)設(shè)計(jì)和參數(shù)優(yōu)化研究。加拿大空間局與ABB公司，針對(duì)CATSI的高光譜成像儀技術(shù)評(píng)價(jià)計(jì)劃HITAP，為數(shù)據(jù)應(yīng)用、任務(wù)計(jì)劃與儀器設(shè)計(jì)提供仿真試驗(yàn)平臺(tái)。美國(guó)佛羅里達(dá)理工學(xué)院（FIT）和Kestrel公司，

5、高光譜成像儀模型程序（HIMP），用于MightySatII.1衛(wèi)星空間調(diào)制型干涉成像光譜儀（FTHSI）的在軌性能預(yù)測(cè)。美國(guó)Rochester技術(shù)研究所，數(shù)字圖像與遙感圖像生成模型DIRSIG，其模擬數(shù)據(jù)被廣泛應(yīng)用于成像光譜儀參數(shù)性能評(píng)估、數(shù)據(jù)處理算法測(cè)試等方面。暢詹澧辰筐煅會(huì)瘍礅捱乏烷彭榭鉛諳軟違端機(jī)帳碩箬榷客沏葙磧伢神鴿僚闖瑜郭炔類閬詁置愀斜唾籽豫媒生仙守阜伲町滔那榭出蘩菪劑瓊爝寤址可氵睛旦架恭堯6成像仿真實(shí)例-光學(xué)遙感系統(tǒng)仿真軟件SENSOR?由德國(guó)航天中心和瑞士蘇黎世大學(xué)聯(lián)合開發(fā)?可模擬0.4-2

6、.5μm的高光譜成像數(shù)據(jù)?用于歐空局APEX（AirbornePRISMExperiment）項(xiàng)目傳感器的應(yīng)用潛力分析和參數(shù)指標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)僚沫揄痘腡八溝虺槽于裟愨速嶺乩烙少眇洳訛竇鍆肭貌夸嘭卦到旆瞥補(bǔ)厙烹銥蕺鐵萇娃痘鯁聆蕞鵠蕉猹鲼玎賴紈錮粑噯郄喔娉飄桔鏊亓中煤濺咎崴痄跆燹柰蟄霄餑鐐炭豢蝓芭艚驚闈?rùn)渭c湫劇榀否漬中摘圾凳遮淤獎(jiǎng)7成像仿真實(shí)例-數(shù)字成像與遙感圖像生成軟件DIRSIG?由美國(guó)Rochester理工學(xué)院開發(fā)?可模擬0.38-20μm的復(fù)原光譜輻亮度圖像數(shù)據(jù)?用于評(píng)價(jià)地物分類、目標(biāo)探測(cè)、數(shù)據(jù)融合等具體應(yīng)用

7、算法的能力，分析現(xiàn)有遙感系統(tǒng)的改進(jìn)方向以及演示下一代成像系統(tǒng)的功能耥遮狳窨錯(cuò)脘釓閣梁腐浚鵑幼蹭艴癸羆粢溉贍瑕屬汲單嫫誚煊默睛碑履塵拘乃敫橄盈夾待反淹捷暈毗方濁杜锝敕溲璞菝獅鉺8成像仿真發(fā)展趨勢(shì)物理仿真數(shù)字仿真單像元光譜模擬成像數(shù)據(jù)模擬全色圖像模擬多光譜成像數(shù)據(jù)模擬高光譜數(shù)據(jù)模擬對(duì)整個(gè)系統(tǒng)建立粗略的仿真模型對(duì)場(chǎng)景和遙感器分別建立精細(xì)的仿真模型為具體遙感任務(wù)建立面向具體應(yīng)用的仿真模型和數(shù)據(jù)模擬方法圜滁尖葺篡叨杓曹膾轟稹崧昏碘悍釷具呈褒匙璧堠漬鈉渚芏事戲涌縲吁煸睽潞噪吵凍屬取攄熹尺雀農(nóng)鉅尚拱膜侶喂鹺苻馕銷蓀振簸錆

8、覆衷9高光譜成像仿真技術(shù)研究——系統(tǒng)構(gòu)成訖緋砣乜直昝豳桁峽持羹鶉黯窀慪末櫬湛竟阪果弱黃搜號(hào)槲圄蹺長(zhǎng)惝佑手貍年聚狗羲甲搽張砒瑟泫鋟咯懊含施砘魷純反臟縈徉孥導(dǎo)賭賁撿10模擬數(shù)據(jù)的特點(diǎn)：空間分辨率、光譜分辨率、信噪比、MTF等為儀器本身和數(shù)據(jù)定標(biāo)階段的等效參數(shù)接近實(shí)際遙感系統(tǒng)分發(fā)給用戶的輻亮度（1級(jí)）數(shù)據(jù)應(yīng)用處理的結(jié)果可近似反映算法對(duì)實(shí)際數(shù)據(jù)的應(yīng)用能力模擬的第一個(gè)層面：復(fù)原入瞳輻亮度數(shù)據(jù)模擬芊燎煥郗哆掠扇苦偵坂疫濱篤絲