高光譜成像儀的性能評估參數(shù)主要有哪幾個?
發(fā)布時間:2023-08-25
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高光譜成像儀?的應(yīng)用領(lǐng)域和范圍,通常由其系統(tǒng)自身的性能參數(shù)決定。高光譜成像儀用于系統(tǒng)評估的性能參數(shù)有很多,主要包括工作光譜范圍、光譜分辨率、探測器凝視時間、信噪比和集光本領(lǐng)等幾個主要參數(shù)。本文對這幾個主要參數(shù)作了詳細的介紹,對此感興趣的朋友不妨了解一下!
高光譜成像儀的應(yīng)用領(lǐng)域和范圍,通常由其系統(tǒng)自身的性能參數(shù)決定。高光譜成像儀用于系統(tǒng)評估的性能參數(shù)有很多,主要包括工作光譜范圍、光譜分辨率、探測器凝視時間、信噪比和集光本領(lǐng)等幾個主要參數(shù)。本文對這幾個主要參數(shù)作了詳細的介紹,對此感興趣的朋友不妨了解一下!
1.工作光譜范圍
工作光譜范圍指光譜儀能夠記錄的光譜范圍,其主要由光學系統(tǒng)中光學元件的光譜透過率或者反射率,及所選探測器的光譜靈敏度范圍決定。
2.光譜分辨率
光譜分辨率為探測光譜輻射能量的最小波長間隔,即光譜探測能力。對于光學系統(tǒng)來說,一般將其定義為光譜通道的波段寬度,即在工作光譜范圍內(nèi),其分光元件所得光譜通道越多、波段寬度越窄,光譜分辨率越高;對于探測器來說,其被嚴格定義為儀器達到光譜響應(yīng)最大值的50%時的波長寬度,探測器能夠識別的波段數(shù)越多、波普范圍越窄,地面物體信息越容易區(qū)分和識別,針對性越強。
3.信噪比
信噪比(SNR),其定義為成像光譜儀所采集的目標信號(VS)和(VN)的比值,其結(jié)果直接影響了目標圖像分類和識別等數(shù)據(jù)處理效果。光學系統(tǒng)信噪比表達式為:
上式中,δ為探測器的像元尺寸,tin為探測器能量積分時間,τa為大氣的平均透過率,τb為光學系統(tǒng)平均透過率,E為太陽在地面的光普照度,D*為探測器的可探測比,ρ為地物的反射率,z為太陽天頂角,Xt為光譜帶寬,F(xiàn)為光學系統(tǒng)的F數(shù),△f為噪聲等效帶寬。由上式可知,光學系統(tǒng)的F數(shù)越小,系統(tǒng)透過率越高,探測器像元尺寸越大、探測效率越高,儀器的信噪比越高。
4.探測器凝視時間
探測器凝視時間指儀器的瞬時視場掃過地元目標時,探測器的光能量積分時間。
凝視時間越長,探測器積分能量越多,光譜響應(yīng)越強,所獲取的目標圖像信噪比越高。
5.集光本領(lǐng)
集光本領(lǐng)表示光譜儀收集和傳遞光能量的本領(lǐng),即表明目標自身輻射的光譜亮度和儀器能夠探測的光度數(shù)值的關(guān)系。對于成像光譜儀來說,集光本領(lǐng)可通過計算狹縫面積和孔徑立體角之積得到,其中狹縫寬度對光譜分辨率有影響,其尺寸應(yīng)與像元尺寸一致,因此可通過增大光學系統(tǒng)的孔徑立體角提高集光本領(lǐng)。
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