第35卷，第2期 2015年2月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol. 35,No. 2-pp557-562 February,2015
基于光谱精确采样的高光谱相机转扫成像儿荷校正王书民，张爱武1*，胡少兴"，王京萌"，孟宪刚，段乙好，孙卫东
1.首都师范大学三维信息获取与应用教育部重点实验室，北京
100048
2.中国地震局地震预测研究所，北京100036
100083
3.北京航空航天大学机横及自动化学院，北京 4.清华大学电子工程系，北京
80001
摘要针对转扫式光谱成像系统在数据采集过程中，由于转台转速过快造成校正后的影像存在有数据漏同，以及获取的原始影像数据存在有严重几何形变，影响影像上地物信息的分类与识别等间题，介绍了转扫式光谱成像系统的组成并给出数据采集一般过程，根据数据采集时单慎影像的覆盖范围和系统采集影像的速率等信息，在数据采集时对转台速度进行控制；结合影像获取时的起始与终止角度以及传感器距离前视点的距离等信息，详细推导了转扫式光谱成像空间定位模型，并对定位后影像进行格网划分和光谱重采样，给出了影像略变校正的一般流程；鉴于影像空间定位后相邻赖间影像空间分辨率不一致，同时为保证获取最大的影像分辨率，采用最小空间采样间隔作为坐标定位后影像格网划分单元；考虑到新生成均匀格网与不均勾格网叠加进行光谱取值时，采用直接光谱采样可能造成的光谱混叠失真间题，提出了基于位置分布的光谱精确采样方法，以张家界老司城获取的高光谱影像数据为例进行略变的校正，校正后影像上地物保持了原有的几何特征，验证了算法的正确性，同时抽取不同地钩点的光谱数据进行相关系数计算，结果表明
改进的光谱采样算法优于直接光谱采样，为同类产品的地面应用提供参考，关键词高光谱相机：转扫：几何校正：老司城遗址
中图分类号：TP732
引言
文献标识码：A
DO1: 10. 3964/j. issn, 1000-0593(2015)02055706
像的空间采样间隔不同而导致后期校正申如果采用直接光谱采样算法可能造成的光谱失真等间题。本课题组集成开发转扫式光谱成像系统，详细推导了转扫成像畸变校正的一般过
转扫式光谱成像系统较基于平移台水平推扫成像的光谱成像系统相比，可以获取较大场景的影像光谱数据，具有移动方使、布设站点灵活、转扫成像速度快等优势，在古建筑物、古遗址修复、监测与保护领域等具有重要应用-7-4，但是在转扫成像过程中，由于传感器距离目标对象的距离不致，导致获取的影像数据通常存在较大的透视略变，影像数据的空间分辨率不一致，严重影响后期的分析应用。对于线阵影像的校正，常见的算法有：文献[3-5]结合INS/GPS信息对于基于移动平台获取的线阵影像进行校正，由于其成像模式与转扫式成像方式不相同，因此不能直接用来进行转扫成像的几何校正；柯刚扬等"}对Offner成像光谱进行了转扫成像畸变校正，但是未考虑转扫式成像过程中，由于单赖影
收稿日期：2014-02-01，修订日期：2014-05-25
程，回时考虑到影像校正过程的光谱失真间题，对直接光谱采样进行改进，最后以湖南省张家界老司城古遗址采集的光谱影像数据为例，进行了转扫成像的畸变校正实验，验证了算法的可行性与有效性，同时为后期老司城遗址的修复、保护与资料存档等提供宝贵的光谱影像数据，
系统组成及数据采集 1
集成开发的转扫式光谱成像系统，主要由线阵成像光谱仪、旋转台及旋转控制系统、数据采集与存储系统等组成。线阵传感器选用了Specim公司的色散型成像光谱仪，其波长范围为400~1000nm，光谱分辨率为2.8nm，CCD尺寸
基金项目：国家科技支撑计划项目（2012BAH31B01），北京市自然科学基金重点项目（B类）（KZ201310028035），国家自然科学基金项目
(41071255)资助
作者简介：王书民，1985年生，中国地需局地需预测研究所助理研究员
*通讯联系人
email: zhangaw163@163. com
e-mail : wmcnu(@163. com