第32卷，第1期 2012年1月
告学与光谱分析
光语
Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol. 32,No. 1,pp268-272
January，2012
基于大气吸收带的超光谱成像仪光谱定标技术研究
张春雷1,2，向阳1
1.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室，吉林长春
130033
100049
2.中国科学院研究生院，北京
摘要超光谱成像仪是谱像合一的新型光学遥感仪器，其光谱定标的主要任务就是确定超光谱成像仪各通道中心波长和光谱带宽。利用超光谱成像仪光谱采样间隔和大气吸收带中明显的吸收峰对超光谱成像仅进行光谱定标，并通过与定标好的光纤光谱仪结果进行比对，结果显示利用该方法对超光谱成像仪进行光谱定标的定标精度可达1nm。该方法用于校镜色散型超光谱成像仪光谱定标具有容易实现的特点，并且可以达到较高的是标精度。
关键词光谱定标；成像光谱仪；光谱采样间隔；大气吸收带
中图分类号：0433.1
引言
文献标识码：A
DOI; 10. 3964/j. issn. 10000593(2012)01-0268-05
一块掺有一种稀土元素如氧化钦、氧化销、氧化每或其他掺杂物的PTFE板取代。将两次相应图像进行比较，便可实现光谱定标，MERIS就是利用该方法进行在轨光谱定标的。气
超光谱成像仪的光谱定标以标准光谱信号为基准，检测成像光谱仪每个光谱通道的中心波长位置和光谱带宽，对于超光谱成像仪来说，光谱定标是辐射定标的前提和基础：也是超光谱成像仪使用中准确获得地物光语的必要条件，
目前，超光谱成像仪光谱定标的主要方法有：（1）单色仪和平行光管产生单色平行光的定标方法；（2)使用掺杂稀土元素的漫反射板法；（3)气体发射光谱灯法。单色仪和平行光管产生单色平行光的定标方法是超光谱成像仅光谱定标的最常用方法，这种方法使用单色仪在待定标波长附近扫描若千波长，然后利用采集到的数据作高斯函数拟合，拟合的高斯曲线最大值波长作为待定标通道的中心波长，最大值半的波长间隔作为光谱带宽，AVIRIS，Hyperion，TRWⅢ， COMPASS，APEX和PHI(?7)采用这种方法进行光谱定标。这种方法中单色仪出缝处的光束均勾性对光谱定标结果有1 nm的影响，Hyperion和Compass在单色仪出缝后分别加漫反射板和积分球进行光，这样可以提高超光谱成像仅光谱定标精度，但是对超光谱成像仪探测器响应和图像处理水平提出很高要求。掺杂稀土元素的漫反射板法是一种能快速方便进行光谱定标的方法，它通过在超光谱成像仪视场内插人一块光谱反射比大致为100%的聚四氟乙烯(PTFE)板，用石英卤钨灯照射该板，使来自该板的辑射充满光谱仪的视场，记录下光谱仪产生的图像。然后，将PTFE板移开并用
收稿日期：2011-03-22，修订日期：2011-07-05
基金项目：国家自然科学基金项目（60538020)资助
体发射光谱灯法利用在很多资料中找到的发射光谱灯的数据，通过对比采集到数据与参考资料中数据就可以得到通道中心波长和通道数之间的关系，PHILLS采用该方法进行光谱定标9。
本文利用超光谱成像仪光谱采样间隔与大气特征吸收线相结合的方法定标超光谱成像仪，相比其他方法具有一定优势。首先，该方法无需单色仪和平行光管等设备产生单色平行光，利用超光谱成像仅自身光谱色散特性和已知大气吸收特性就能完成超光谱成像仪的光谱定标。其次，该方法无需石英漠鸽灯或气体发射光谱灯等光源，利用太阳作为光源，可以得到大功率均匀照明。除了上述容易实现的优点外，利用此方法对超光谱成像仪定标，通过调整超光谱成像仪探测器和波长相对位置即可达到较高定标精度。
超光谱成像仪光谱采样间隔的计算
超光谱成像仪采用复合梭镜作为色散元件，避免了采用光栅作为色散元件各波长衔射效率存在差异和单一校镜作为色散元件存在光谱采样面间隔均匀性差的向题，采用复合校镜作为色散元件既可以得到较均匀的光谱透过率，又可以对光谱采样闻隔的非均匀性作一定校正。
采用复合棱镜作为超光谱成像仪色散元件，光线在棱镜
作者简介：张春雷，1981年生，中国科学院长春光学精密机械与物理研究所博士研究生万方数据
e-mail; zcll_1981@126, com