空间高光谱成像仪的光学设计_巩盾

光谱成像技术的分类

光谱成像技术的分类光谱成像技术，有时又称成像光谱技术，融合了光谱技术和成像技术，交叉涵盖了光谱学、光学、计算机技术、电子技术和精密机械等多种学科，能够同时获得目标的两维空间信息和一维光谱信息。光谱成像技术发展到今天，出现的光谱成像仪的种类和数量己经具有较大规模，因而可以从光谱分辨率、信息获取方式（扫描方式）、分光原理和重构理论等不同的视角对光谱成像技术进行分类。 1基于光谱分辨率分类光谱成像技术针对光谱分辨能力的不同，可分为多光谱(Multi-spectral)，高光谱(Hyper- spectral)以及超光谱(Ultra-spectral)。多光谱的谱段数一般只有几十个，高光谱的谱段数可达到几百个，而超光谱一般指谱段数上千个。它们的区别如表1所示。表1多、高、超光谱的比较分类分辨率通道数光谱典型例子多光谱（Multi-spectral）10-1λ 量级 5—30ETM+ ASTER 高光谱（Hyper-spectral）10-2λ 量级 100— 200 AVIRIS 超光谱（Ultra-spectral）10-3λ 量级 1000— 10000 GIFTS

2 基于信息获取方式分类光谱成像仪需要对三维“数据立方”进行探测，而现今的探测器最多能进行二维探测。要想获得完整的三维数据，理论上至少需增加一维的空间扫描或光谱扫描。光谱成像技术获取图谱信息的主要方式有：挥扫式(Whiskbroom )、推扫式(Pushbroom)、凝视式(Staring)以及快照式(Snapshot)。挥扫式成像光谱仪的光谱成像系统只对空间中某点进行光谱探测，通过沿轨和穿轨两个方向扫描获取完整的二维空间信息，其信息获取方式如图1a所示。AVIRIS就是通过挥扫成像[1]。推扫式光谱成像系统探测空间中一维线视场(图1b中的X方向)的光谱，通过沿轨方向(Y方向)扫描实现二维空间信息的获取，芬兰国立技术研究中心实验室研制的AISA就是典型的推扫式成像光谱仪[2]。凝视式光谱成像系统可对固定窗口目标成像，采用滤光的方式分离并获取不同波段的图像信息，再将不同波段的图像堆叠成“数据立方”。如图1c中所示，该类成像光谱仪实际上是采用光谱维扫描的方式实现图谱“数据立方”的获取。图1 典型的光谱成像过程：a挥扫式；b推扫式；c凝视式；d快照式快照式是一种新兴的图谱信息获取方式，它不需扫描便可获取三维图谱信息。快照式光谱成像技术实现方式主要有三种：一种是视场分割三维成像的方式，利用玻璃堆进视场分割，再利用分光器件将三维信息展开到二维平面进行面探测

超高分辨活细胞成像系统技术

GE超高分辨活细胞成像系统利用活细胞成像工作站进行细胞和基因的功能研究，是生物医学研究的最新趋势。固定细胞观察仅能提供固定瞬间细胞的静态信息，无法反映细胞在正常生理生化条件下的状态。活细胞观察，对处于正常生理状况下的细胞进行全程扫描和记录，获得其连续、全面、动态过程由于其显示的正常细胞动态的活动过程，很容易发现和确定细胞间相互作用和信号传导的过程，以及在活细胞水平上的生物分子间的相互作用，不仅可以解决长期以来悬而未解的问题，更为未来的研究提出新的问题，指出新的方向。一、活细胞成像系统原理目前主流的活细胞成像系统从原理上可以分为两大类：基于宽场反卷积技术基于共聚焦技术两种技术作为目前最流行的活细胞成像技术，均可以实现在维持细胞存活的情况下，快速获取单一焦平面的信号，在具体性能上则各有擅长。宽场反卷积技术对光线进行反卷积运算是光学成像领域的成熟技术，最早由美国国家航空航天局开发并成为观察微弱天体信号的标准技术。去卷积和共聚焦技术是光学显微镜领域获得单一焦平面光线的两大主流技术(J.M.Murray, live cell imaging, 2010)。通过将非焦平面的光线还原至焦平面上，大大提高了样品信号的强度以及图像的信噪比。由于去卷积技术设计到大量的后期运算，因此在高性能计算机发明以前，一直受制于运算能力，没有得到大规模的推广。随着近年来计算机性能的大幅提升和价格的下降，去卷积技术逐渐成为光学显微镜的主流技术。一个点光源经过显微镜的光路，由于镜片对光线的衍射和散射，最终呈现在观察者面前的是一个模糊的点，所以点光源变成模糊的点的过程即为卷积。反卷积就是把模糊的点还原成点光源的过程。以API 公司的DeltaVision系统为例，其反卷积过程经历以下几步： 1)首先通过无数的计算和实验，得到点光源经过显微镜物镜后变模糊的规律，建立模型。 2)选择完美的物镜，保证样品信号经过物镜后变模糊的规律符合步骤一中得到的模型。 3)将通过显微镜光路的所有的光信号进行收集，因为点光源经过显微镜光路后会变成一个空间中的倒圆锥形，所以在收集信号的时候需要很准确的记录信号的Z 轴信息。 4)对收集到的所有光信号按照步骤一中的模型进行还原，最终将模糊的点还原成清晰的点，客观反映它在空间的位置和强度。目前去卷积技术越来越广泛地应用于生物学图像的研究中。共聚焦技术共聚焦显微镜它采用点光源(point lightsource) 照射标本,在焦平面上形成了一个轮廓分明的小的光点(light spot ) ,该点被照射后发出的荧光被物镜收集,并沿原照射光路回送到探测器。探测器前方有一个针孔(pinhole) ,几何尺寸可调。这样,来自焦平面的光,可以会聚在探测针孔范围之内,而其它来自焦平面上方或下方的散射光,都被挡在探测针孔之外而不能成象。光束扫描器又分为单光束、多光束或狭缝扫描器几种。其中单光束扫描获得的图像质量最好, 狭缝扫描器虽然产生图像的速率很高(可达实时水平) ,但其图像信噪比低于单光束扫描,这是因为从狭缝长轴来的漫射光不能被有效遮挡。多光束扫描如碟片式共聚焦是由电动马达驱动

多光谱相机原理及组成

多光谱相机原理及组成多光谱成像技术自从面世以来,便被应用于空间遥感领域。而随着搭载平台的小型化和野外应用的需求，光谱成像仪在农业、林业、军事、医药、科研等领域的需求也越来越大。而在此之前成像技术并没有那么高，只能对特定的单一的谱段进行成像。虽然分辨率高但是数据量大难以进行分析、存储、检索，而多光谱成像是将所有的信息结合在一起，这不仅仅是二维空间信息，同时也把光谱的辐射信息也包含在内，从而在更宽的谱段范围内成像。多光谱相机的基本构成 1.光学系统可以在各个谱段内范围内成像，可以很好的的控制杂散光，是多光谱相机最重要的部分，对工作谱段范围和分辨能力起了决定性的作用，还可以设定工作焦距视场角大小等 2.控制和信息处理器控制监督多光谱相机的整个工作过程，并收集图像数据，并进行储存。 3.热控装置由温度控制器、隔热材料、散热器、热控涂层等组成 4.其他结构物镜、电路系统、探测器及其他零配件多光谱相机的工作谱段范围人眼所能能识别的光谱区间为可见光区间，波长从400nm到700nm;普通数码相机的光谱响应区间与人眼识别的光谱区间相同，包含蓝、绿、红、三个波段;而多光谱相机的工作谱段范围在其基础上，可以分可见光、近红外光、紫外光等每台多光谱相机的分辨率不同，所应用的领域也不同就比如说我们在做植被调查的时候，植被的可见光波段对绿色比较敏感对红色和蓝色反射较弱。相对于可见光波段，植被在近红外波段具有很强的反射特性，多数植被在可见光波段的光谱差异很小。而在近红外波段的光谱差异更大，光谱差异越明显越有利于分类。光谱特性我们知道像素运用复杂的大气准则来，复原反射光谱和辐射光谱所的到的数据分析，得到不同物质的反射率不同，称之为光谱特征。如果有足够的光谱特证，可用于识别场景中的专用材质，其中包括光谱范围、宽度、分辨率。范围是指相机获取图像来自的光谱段，谱段的宽度反映了谱段设置的要求、通过努力衡量大气中物质的光谱特性还有传感器的光谱响应，就要考虑大气中的吸收和散射。多光谱相机的光学系统光学系统是指由透镜、反射镜、棱镜和光阑等多种光学元件按一定次序组合成的系统。通常用来成像或做光学信息处理。曲率中心在同一直线上的两个或两个以上折射(或反射)球面组成的光学系统称为共轴球面系统，曲率中心所在的那条直线称为光轴。其中参数包括焦距、视场角、相对孔径等。多光谱相机的反射光学系统如果光学系统中的光学镜片为反射镜，则此系统称之为反射系统，反射式光学系统最大的优势就在于其光谱范围很大，对各个谱段都适用，并且不需要矫正二级光谱，但是因选用的是非球面镜片，会使系统的加工和装配变得十分困难，增加制作工艺难度

米级车载高分辨率光电成像系统光学设计_刘莹奇

第40卷第8期红外与激光工程2011年8月Vol.40No.8Infrared and Laser Engineering Aug.2011 米级车载高分辨率光电成像系统光学设计刘莹奇1,2，王志1，刘欣悦1，卫沛峰1 (1.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林长春130033； 2.中国科学院研究生院，北京100049) 摘要：研究了一套能实现机动式布站的米级车载可见光和红外高分辨率光学成像系统新方案。主系统口径1.2m，采用无焦卡塞格林形式，遮拦比1:10；机上中、长波红外成像通道采用共口径光谱分光、二次成像的形式，冷阑匹配效率100％，F数为4；机下成像光学系统焦距47m，F数为39，光学设计满足高分辨率与白天成像的要求，且成像质量达到衍射极限；各通道光学系统结构紧凑。光学设计与分析结果表明：该套光学系统能够用于空中和空间目标的全天时移动式高分辨率可见、红外成像。关键词：大口径望远镜；高分辨率成像；白天成像；移动式光电跟踪系统；光学设计中图分类号：TB133文献标志码：A文章编号：1007-2276(2011)08-1512-05 Optical design of vehicle-based high resolution E-O imaging system using meter class telescope Liu Yingqi1,2,Wang Zhi1,Liu Xinyue1,Wei Peifeng1 (1.Changchun Institute of Optics,Fine Mechanics and Physics,Chinese Academy of Sciences,Changchun130033,China; 2.Graduate University of the Chinese Academy of Sciences,Beijing100049,China) Abstract:A set of meter class aperture and vehicle-based optical system including visible,infrared imaging, which was used for motional E-O imaging,was studied.The main system aperture was1.2m,the form of afocal Cassegrain was adopted,and obstruction ratio was1:10.The front aperture of on-vehicle imaging system was shared by MWIR and LWIR,then the spectrum was separately reimaged in the terminal.The F number was4,and100%cold shield efficiency was realized.The focal length of the off-vehicle imaging system was47m and the F number was39.The optical design meet the requiement of high resolution and daylight imaging,and the imaging quality of each channel reached diffraction limit in the off-vehicle imaging system.The optical system configuration of each channel was compact.The design and analysis results indicate that mobile high resolution imaging and all-day imaging of targets in the air and space can be realized with the optical system. Key words:large aperture telescope;high resolution imaging;daylight imaging; mobile E-O tracking system;optical design 收稿日期：2010-12-05；修订日期：2011-01-03 基金项目：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所三期创新研究项目专项资金作者简介：刘莹奇（1984-），男，研究实习员，博士研究生，主要从事新型光学系统设计工作。Email:a1032510210@https://www.360docs.net/doc/3d16072632.html, 导师简介：卢振武(1955-),男,研究员,博士生导师,主要从事衍射光学等方面的研究。Email:luzw@https://www.360docs.net/doc/3d16072632.html,

成像光谱仪及其应用概述

成像光谱仪简介及其应用概述成像光谱仪：将成像技术和光谱技术结合在一起，在探测物体空间特征的同时并对每个空间像元色散形成几十个到上百个波段带宽为10nm左右的连续光谱覆盖。它以高光谱分辨率获取景物或目标的高光谱图像。在陆地、大气、海洋等领域的研究观测中有广泛的应用。成像光谱仪–概述成像光谱仪是20世纪80年代开始在多光谱遥感成像技术的基础上发展起来的，它以高光谱分辨率获取景物或目标的高光谱图像，在航空、航天器上进行陆地、大气、海洋等观测中有广泛的应用，高成像光谱仪可以应用在地物精确分类、地物识别、地物特征信息的提取。建立目标的高光谱遥感信息处理和定量化分析模型后，可提高高光谱数据处理的自动化和智能化水平.。由于成像光谱仪高光谱分辨率的巨大优势，在空间对地观测的同时获取众多连续波段的地物光谱图像，达到从空间直接识别地球表面物质的目的，成为遥感领域的一大热点，正在成为当代空间对地观测的主要技术手段。地面上采用成像光谱仪也取得了很大的成果，如科学研究、工农林业环境保护等方面。成像光谱仪主要性能参数是：（1）噪声等效反射率差（NE?p），体现为信噪比（SNR）；（2）瞬时视场角（IFOV），体现为地面分辨率；（3）光谱分辨率，直观地表现为波段多少和波段谱宽。高光谱分辨率遥感信息分析处理，集中于光谱维上进行图象信息的展开和定量分析，其图象处理模式的关键技术有：⑴超多维光谱图象信息的显示，如图像立方体（见图一）的生成；⑵光谱重建，即成像光谱数据的定标、定量化和大气纠正模型与算法，依此实现成像光谱信息的图象-光谱转换；⑶光谱编码，尤其指光谱吸收位置、深度、对称性等光谱特征参数的算法；⑷基于光谱数据库的地物光谱匹配识别算法； ⑸混合光谱分解模型；⑹基于光谱模型的地表生物物理化学过程与参数的识别和反演算法。高光谱分辨率成像光谱遥感起源于地质矿物识别填图研究，逐渐扩展为植被生态、海洋海岸水色、冰雪、土壤以及大气的研究中。成像光谱仪的基本原理

Nano-Hyperspec超微型机载高光谱成像光谱仪

北京，朝阳区酒仙桥东路一号， M7栋东五层，100015 Nano-Hyperspec ? 超微型机载高光谱成像光谱仪 ——更小、更轻、更耐用现今的无人机都非常小而轻，所以要求载荷能与之匹配。Headwall 新的Nano-Hyperspec 是一款完全集成的高光谱传感器，其波段范围是VNIR （400-1000nm ）。他的关键优势在于将光谱仪和完整的数据采集存储模块集成到一个盒子，同时还集成了GPS/IMU 惯导系统。减少了重量、节省了空间，这样就允许无人机同时搭载其他载荷，如热像仪、Lidar 、RGB 相机等。 Headwall 的高光谱传感器全部使用同心光学设计，融入了像差校正技术。杰出的空间和光谱分辨率、宽视场、高信噪比都使得Headwall 在机载高光谱成像领域有别于其他产品。像差校正过的宽视场意味着可使幅宽大化，飞行时间则更短。Headwall 将所有的模块集成为一包，其机载解决方案能够延长电池的使用时间，从而能够航测时有更多时间采集数据。光谱仪内部集成的数据采集系统接口为Gig-E ，允许在几次飞行之间快速、容易地下载数据，同时采集同步的GPS/IMU 数据，用于后处理的几何校正和拼图。Headwall 提供的机载包，包括GPS/IMU 、几何校正、拼图软件等，同时，也可集成机载LiDAR ，选配高精度惯导，后处理软件可将LiDAR 和高光谱数据融合，提高校正和拼图效果，数据更准确。主要特点： ? 波段：400-1000nm ? 270个光谱通道，640个空间通道 ? 最大帧频：350Hz ? 480G 内存 ? 直接连接GPS/IMU ? 更轻、更小、更耐用

高分辨率遥感影像数据一体化测图系统PixelGrid

高分辨率遥感影像数据一体化测图系统PixelGrid 北京四维空间数码科技有限公司一、概况介绍高分辨率遥感影像数据一体化测图系统PixelGrid（以下简称“PixelGrid”）是由中国测绘科学研究院自主研发的“十一五”重大科技成果，获得2009年度国家测绘科技进步一等奖。为将这一重大科技成果实现产业化，2008年开始，由中国测绘科学研究院参股单位北京四维空间数码科技有限公司进行成果转化和产品化，并开展销售。该软件是我国西部1:5万地形图空白区测图工程以及第二次全国土地调查工程的主力软件，被誉为国产的“像素工厂”。 PixelGrid以其先进的摄影测量算法、集群分布式并行处理技术、强大的自动化业务化处理能力、高效可靠的作业调度管理方法、友好灵活的用户界面和操作方式，全面实现了对卫星影像数据、航空影像数据以及低空无人机影像数据的快速自动处理，可以完成遥感影像从空中三角测量到各种比例尺的DEM/DSM、DOM等测绘产品的生产任务。 PixelGrid软件主界面。二、主要特点 PixelGrid系统以现代摄影测量与遥感科学技术理论为基础，融合计算机技术和网络通讯技术，采用基于RFM通用成像模型的大范围遥感影像稀少或无控制区域网平差、基于旋转/缩放不变性特征多影像匹配的高精度航空影像自动空三、基于多基线/多重特征的高精度DEM/DSM自动提取、等高线数据半自动采集及网络分布式编辑、基于地理信息数据库等多源控制信息的高效影像地图制作、基于松散耦合并行服务中间件的集群分布式并行计算等一系列核心关键技术，是中国测绘科学研究院研制的一款类似“像素工厂”（ISTAR PixelFactoryTM）的新一代多源航空航天遥感数据一体化高效能处理系统。

UHD185机载高速成像光谱仪在海上溢油监测中的应用

UHD185机载高速成像光谱仪在海上溢油监测中的应用海上溢油污染是最常见的海洋污染之一，其对海洋污染的程度超过重金属污染、放射性污染等，成为当今全球海洋污染的最严重问题。高光谱遥感技术作为一种有效监测溢油污染的手段，在国内外的溢油监浏系统中正扮演着越来越重要的角色。高光谱遥感能够通过目标的光谱特征剔除颜色和外观与油膜相同的假目标，提供更精确和令人信服的分类结果，高光谱遥感突破了光谱分辨率的限制，在获取地表空间图像的同时，获取每个像元近乎连续的窄波段光谱信息，不仅可以有效区分油膜与水，而且可根据不同油种和不同时期的油膜的光谱吸收特征差异推断所泄漏油的种类与时间，从而实现依据地物光谱特征的目标探测与识别。机载高光谱在海上溢油污染监测领域取得了快速发展，利用海上溢油在可见近红外光谱区域（400-1000nm）的吸收特性，国内外在机载高光谱在溢油监测中取得的成果应用主要集中在以下领域： ※区分溢油目标与假目标对象，制作溢油分布图 ※油膜的探测研究，油膜厚度的定量分析 ※溢油扩散分析，海水污染与油污残留监测 ※海上溢油量的半定量分析，评估溢油污染程度 ※海上烃类异常信息提取，辅助地质资料制备 UHD185机载高速成像光谱仪是国内首款全画幅、非扫描、实时成像的机载高光谱成像系统，具有革命性的全画幅高光谱成像技术，是目前高速成像光谱仪的最轻版本，综合了高速相机的易用性及高光谱精度为一体。UHD185机载高速成像光谱仪可在1/1000秒内得到450-950nm范围内125个通道的数据立方体。UHD185搭载的小型多旋翼无人机，采用了双飞控系统与自动开伞功能，大大提高了系统的安全性；通过配置多轴增稳云台，可获取质量极高的高光谱立方体数据，从而无需进行后期的IMU校正；通过预设飞行航线可实现全程自动航线飞行，极大提高了多旋翼无人机的可操作性。UHD185机载高速成像光谱仪自带的Cube Ware光谱数据处理软件可进行光谱批量处理、光谱目标分类等多种功能，并提供开源代码便于用户后期开发与系统集成。用户可借助UHD185机载高速成像光谱仪在短时间内得到海上溢油区域的高光谱立方体数据，并借助Cube Ware光谱数据处理软件提取溢油目标，为海上溢油的监测提供快速而准确的参考信息。 UHD185机载高速成像光谱仪

高光谱成像国内外研究与应用

前言随着科学技术的发展，人们的感官得到了延伸，认识事物的能力也不断的提高，其中光谱成像和雷达成像成为其中的佼佼者，高谱和图像使人们能够在大千世界更好的认识到事物。高光谱成像技术作为一项优点显著，实用的成像技术，从20世纪80年代开始得到了世界各国的重视，经过深入的研究和发展如今已经被广泛地应用于各个领域。高光谱遥感是当前遥感技术的前沿领域,它利用很多很窄的电磁波波段从感兴趣的物体获得有关数据，它包含了丰富的空间、辐射和光谱三重信息。高光谱遥感的出现是遥感界的一场革命,它使本来在宽波段遥感中不可探测的物质,在高光谱遥感中能被探测。高光谱成像技术是基于非常多窄波段的影像数据技术，其中最突出的应用是在遥感探测领域，并在民用领域有着更大的应用前景。本文通过分析介绍高光谱图像的成像原理，探讨了高光谱图像在国内外发展现状及其应用。

1.高光谱图像成像原理及特点 1.1高光谱遥感基本概念高光谱遥感是通过高光谱传感器探测物体反射的电磁波而获得地物目标的空间和频谱数据，成立于20世纪初期的测谱学就是它的基础。高光谱遥感的出现使得许多使用宽波段无法探查到的物体，更加容易被探测到，所以高光谱遥感的出现时成功的是革命性的。 1.2高光谱图像成像原理光源相机（成像光谱仪+ccd）装备有图像采集卡的计算机是高光谱成像技术的硬件组成，其光谱的覆盖范围为200-400nm，400-1000nm，900-1700nm，1000-2500nm。其中光谱相机的主要组成部分为准直镜，光栅光谱仪，聚焦透镜以及面阵ccd。其扫描过程是当ccd探测器在光学焦面的垂直方向上做横向扫描（x），当横向的平行光垂直入射到投身光栅是就形成了光栅光谱，这是象元经过高光谱仪在ccd上得出的数据，它的横向式x方向上的像素点也就是扫描的象元，它的总想是各象元对应的信息。在检测系统输送前进是排列的他测器完成纵向扫面（y）。综合扫描信息即可得到物体的三围高光谱数据。 1.3高光谱遥感的特点（1）波段多且宽度窄能够使得高光谱遥感探测到别的宽波段无法探测到的物体。（2）光谱响应范围更广和光谱分辨率高使得它能够更加精细的发硬出被探测物的微小特征。（3）它可以提供空间域和光谱域信息也就是“谱像合一”。（4）数据量大和信息冗余多，由于高光谱数据的波段多，其数据量大，而且和相邻波段的相关性比较高就使得信息冗余度增加很多。（5）高光谱遥感的数据描述模型多能够分析的更灵活。经常使用的3种模型有：图像，光谱和特征模型。 1.4高光谱的优势随着高光谱成像的光谱分辨率的提高，其探测能力也有所增强。因此，与全色和多光谱成像相比较，高光谱成像有以下显著优著: (1)有着近似连续的地物光谱信息。高光谱影像在经过光谱反射率重建后，能获取与被探测物近似的连续的光谱反射率曲线，与它的实测值相匹配，将实验室中被探测物光谱分析模型应用到成像过程中。 (2)对于地表覆盖的探测和识别能力极大提高。高光谱数据能够探测具有诊断性光谱

基于Offner结构分视场成像光谱仪光学设计

第!!卷! 第"期!!!!!!!!!!!!光谱学与光谱分析#$%&!!!'$&"!(( )),)-)),=)*+!年"月!!!!!!!!!!!!.(/012$30$(4567.(/0125%865%43938:; :31!)*+!!基于"::425结构分视场成像光谱仪光学设计吴从均+ ) 颜昌翔+" 刘!伟+ 代!虎+ )+<中国科学院长春光学精密机械与物理研究所空间光学一部!吉林长春!+!**!! )<中国科学院大学!北京! +***J I 摘!要!为满足航天应用中仪器小型和轻量化)大视场的观测要求!通过分析现有C R R 6/2成像光谱仪!给出了一种简单的采用凸面光栅设计成像光谱仪的方法"并据此方法设计了一应用于J **^P 高度!波段范围为*&J " +*P !焦距为,)*P P !E 数为L !全视场大小为J &!V 的分视场成像光谱仪系统"分视场采用光纤将望远系统的细长像面连接到光谱仪的三个不同狭缝而实现"三狭缝光谱面共用一个像元数为+*)J c +*)J !像元大小+"*Pc +"*P 的B B E 探测器"通过g H S 8N 软件优化和公差分析后!系统在)"%(+P P \+处S ?>优于*&=)!光谱分辨率优于L 6P !地面分辨率小于+*P !能很好的满足大视场应用要求!该光学系统刈幅宽度相当于国内已研制成功的同类最好仪器的三倍"关键词!C R R 6/2 %成像光谱仪%分视场%光学设计中图分类号 C J !!!!文献标识码 8!!!%"& +*&!I =J K &9336&+***-*L I ! )*+! *"-)),)-*L !收稿日期 )*+)-++-)+ 修订日期 )*+!-*)-+=!基金项目国家# "=!计划$项目#)*++88+)8+*!$资助!作者简介吴从均!+I "=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!!/-P 59%&Q :0$6;K :6,"I ! +=!<0$P "通讯联系人!!/-P 59%&4560j ! 09$P (<50<06引!言 !!星载超光谱成像仪按地面像元分辨率分为中分辨率和高分辨率!中分辨率超光谱成像仪地面分辨率为数百米至数千米量级!高分辨率超光谱成像仪为数十米量级' +("目前制约星载成像光谱仪发展的主要是探测器和分光方式!国内星载设备探测器一般都通过国外购买!价格昂贵!而且购买的渠道越来越窄%分光方式上!光栅和棱镜作为传统的分光元件!各自存在一定的缺点"傅里叶变换光谱仪虽然是一种比较理想的成像光谱仪形式!但环境要求非常高!往往信噪比并不是很高%基于8C ?>)T B ?> )波带片等二元光学元件和折衍射系统组合的分光在星载应用中相对还不成熟')!!("传统光谱仪系统包括准直和成像系统!一些独特结构的光谱仪系统采用汇聚光路!这种方法在很大程度上都采用了准直和成像对称形式!C R R 6/2结构就是一种对称严格的结构形式"C R R 6/2光栅成像光谱仪在)*世纪I *年代初就已经被提出了!随着光栅制造水平的提高!其结构简单)利于小型化的突出优势逐渐被放大!已经在应用中崭露头角'J ("文献 'L !=(分别从如何消除像散等离轴像差上分析了C R R 6/2成像光谱仪的设计方法!文献',(给出了在汇聚光路中和在发散光路中分别采用光栅和曲面棱镜设计成像光谱仪的光学系统并比较了两者的优缺点!程欣等' "(采用在汇聚光路中加入>p 24棱镜作为分光元件设计了光谱范围在* &J ")&L *P 的成像光谱仪"一些相关文献中还对C R R 6/2成像光谱仪的机械结构设计'I ()图像数据压缩)装调方法'+*(和杂散光'++(的分析研究" 分视场成像光谱仪#3:Z -R 9/%79P 5;96;3(/012$P /1/2!.>@. $能有效增大地面刈副宽度!利用视场分割思想!将望远镜宽线视场分割)折叠成窄线视场阵列!通过一个光谱仪进行分光!充分发挥面阵探测器的优势!各窄线视场的光谱图像数据按序首尾相连!便得到了宽线视场情况下的高分辨率超光谱成像数据"早期的宽视场大部分采用视场分离器分别进入不同光谱仪系统' +)(!这种情况下光谱仪必须根据视场分离的结果置很多台!而且体积大"本方法大大减小了仪器的体积和重量" +!C R R 6/2光谱仪的设计方法!!对于C R R 6/2结构的数值分析设计在文献'L !=(中给出了详细的设计过程!而且这些结构都是通过离轴形式对其进行分析!过程极为繁琐"下面从同轴结构出发进行分析!可以很快得到这种初始结构"'('!确定凸面光栅的曲率半径

方形孔径棱镜式成像光谱仪光学设计_吴从均

第３３卷　第１２期光　学　学　报Ｖｏｌ．３３，Ｎｏ．１２２０１３年１２月ＡＣＴＡ　ＯＰＴＩＣＡ　ＳＩＮＩＣＡ　Ｄｅｃｅｍｂｅｒ，２０１３方形孔径棱镜式成像光谱仪光学设计吴从均１，２　颜昌翔１　刘　伟１　张军强１１中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林长春１３００３３２中国科学院大学，北京（）１０００４９摘要　为满足星载高光谱成像的需要，通过分析实际星载成像光谱仪应用需求，确定了光学设计的指标。设计中，使用方形孔径代替圆形孔径，采用双胶合棱镜和单棱镜作为分光元件分别设计可见近红外（ＶＮＩＲ）和短波红外（ＳＷＩＲ）光谱仪，并利用远心离轴三反结构设计望远物镜；分析了双胶合棱镜校正色散非线性的原理，利用光学软件Ｚｅｍａｘ分别设计了望远物镜和光谱仪系统，并采用沿轨方向视场分离的方法实现了ＳＷＩＲ和ＶＮＩＲ的分别成像。对光学系统的整体分析结果表明，该系统能够满足光谱分辨率和地面分辨率指标的要求，方形尺寸不仅可减小成像光谱仪的纵向尺寸，更有助于对像差的校正，利于实际工程应用。对ＶＮＩＲ波段色散结果的分析表明胶合棱镜能够很好地校正棱镜色散非线性。关键词　光学设计；成像光谱仪；胶合棱镜；像质分析；色散补偿中图分类号　Ｏ４３３文献标识码　Ａｄｏｉ：１０．３７８８／ＡＯＳ２０１３３３．１２２２００１Ｐｒｉｓｍ　Ｈｙｐｅｒｓｐｅｃｔｒａｌ　Ｉｍａｇｉｎｇ　Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｓｙｓｔｅｍ　Ｄｅｓｉｇｎ　ｗｉｔｈＲｅｃｔａｎｇｕｌａｒ　ＡｐｅｒｔｕｒｅＷｕ　Ｃｏｎｇｊｕｎ１，２　Ｙａｎ　Ｃｈａｎｇｘｉａｎｇ１　Ｌｉｕ　Ｗｅｉ　１　Ｚｈａｎｇ　Ｊｕｎｑｉａｎｇ１１　Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｏｐｔｉｃｓ，Ｆｉｎｅ　Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ　ａｎｄ　Ｐｈｙｓｉｃｓ，Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ａｃａｄｅｍｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ，Ｊｉｌｉｎ１３００３３，Ｃｈｉｎａ２　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ａｃａｄｅｍｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０００４９，烄烆烌烎ＣｈｉｎａＡｂｓｔｒａｃｔ　Ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｍｅｅｔ　ｔｈｅ　ｎｅｅｄｓ　ｏｆ　ｓｐａｃｅ－ｂｏｒｎｅ　ｈｙｐｅｒ－ｓｐｅｃｔｒａｌ　ｉｍａｇｉｎｇ，ｔｈｅ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ　ｏｆ　ｏｐｔｉｃａｌ　ｓｙｓｔｅｍ　ａｒｅｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ａｎａｌｙｚｉｎｇ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ．Ｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒ　ａｐｅｒｔｕｒｅ　ｉｓ　ｕｓｅｄ，ｉｎｓｔｅａｄ　ｏｆ　ｃｉｒｃｌｅ　ａｐｅｒｔｕｒｅ，ａｎｄｄｏｕｂｌｅｔ　ｐｒｉｓｍ　ａｎｄ　ｓｉｎｇｌｅ　ｐｒｉｓｍ　ａｒｅ　ｕｓｅｄ　ａｓ　ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ　ｅｌｅｍｅｎｔｓ　ｔｏ　ｄｅｓｉｇｎ　ｖｉｓｉｂｌｅ　ｎｅａｒ－ｉｎｆｒａｒｅｄ（ＶＮＩＲ）ａｎｄ　ｓｈｏｒｔ－ｗａｖｅｉｎｆｒａｒｅｄ（ＳＷＩＲ）ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ　ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｅｌｅｃｅｎｔｒｉｃ　ｔｈｒｅｅ－ｍｉｒｒｏｒ　ａｎａｓｔｉｇｍａｔ（ＴＭＡ）ｉｓ　ａｄｏｐｔｅｄ　ｔｏ　ｄｅｓｉｇｎ　ｔｈｅｔｅｌｅｓｃｏｐｅ　ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ．Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ　ｏｆ　ｃｅｍｅｎｔｅｄ　ｐｒｉｓｍｓ　ｕｓｅｄ　ｔｏ　ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅ　ｔｈｅ　ｎｏｎｌｉｎｅａｒ　ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ　ｏｆ　ｓｉｎｇｌｅ　ｐｒｉｓｍ　ｉｓｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．ＴＭＡ　ａｎｄ　ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒｓ　ａｒｅ　ｄｅｓｉｇｎｅｄ　ｗｉｔｈ　Ｚｅｍａｘ　ｏｐｔｉｃａｌ　ｓｏｆｔｗａｒｅ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｆｉｅｌｄ　ｓｐｌｉｔｔｅｒ　ａｌｏｎｇ　ｔｈｅ　ｔｒａｃｋｄｉｒｅｃｔｉｏｎ　ｉｓ　ｕｓｅｄ　ｔｏ　ａｃｈｉｅｖｅ　ｉｍａｇｉｎｇ　ｏｆ　ＶＮＩＲ　ａｎｄ　ＳＷＩＲ　ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｏｖｅｒａｌｌ　ａｎａｌｙｓｉｓ，ｔｈｅ　ｏｐｔｉｃａｌｓｙｓｔｅｍ　ｍｅｅｔｓ　ｔｈｅ　ｉｎｄｉｃａｔｏｒｓ　ｏｆ　ｓｐｅｃｔｒａｌ　ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｇｒｏｕｎｄ　ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ．Ｕｓｉｎｇ　ｔｈｅ　ｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒ　ａｐｅｒｔｕｒｅ　ｎｏｔ　ｏｎｌｙ　ｃａｎｒｅｄｕｃｅ　ｔｈｅ　ｓｉｚｅ　ｉｎ　ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ　ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ，ｂｕｔ　ａｌｓｏ　ｉｓ　ｈｅｌｐｆｕｌ　ｔｏ　ｔｈｅ　ａｂｅｒｒａｔｉｏｎ　ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ，ｗｈｉｃｈ　ｉｓ　ｃｏｎｄｕｃｉｖｅ　ｔｏ　ｔｈｅｐｒａｃｔｉｃａｌ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ．Ｔｈｅ　ＶＮＩＲ　ｂａｎｄ　ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ　ｒｅｓｕｌｔ　ｓｈｏｗｓ　ｔｈａｔ　ｄｏｕｂｌｅｔ　ｐｒｉｓｍ　ｉｓ　ａ　ｕｓｅｆｕｌ　ｍｅｔｈｏｄ　ｔｏｃｏｒｒｅｃｔ　ｔｈｅ　ｎｏｎｌｉｎｅａｒ　ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ　ｏｆ　ｐｒｉｓｍ．Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ　ｏｐｔｉｃａｌ　ｄｅｓｉｇｎ；ｉｍａｇｉｎｇ　ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ；ｃｅｍｅｎｔｅｄ　ｐｒｉｓｍｓ；ｉｍａｇｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ；ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ　ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎＯＣＩＳ　ｃｏｄｅｓ　２２０．４８３０；３００．６１９０；２３０．２０３５收稿日期：２０１３－０５－１４；收到修改稿日期：２０１３－０７－０１基金项目：国家８６３计划（２０１１ＡＡ１２Ａ１０３）作者简介：吴从均（１９８６—），男，博士研究生，主要从事空间光学仪器光学设计和光学检测等方面的研究。Ｅ－ｍａｉｌ：ｗｕｃｏｎｇｊｕｎ７８９＠１６３．ｃｏｍ导师简介：颜昌翔（１９７３—），男，研究员，博士生导师，主要从事空间光学遥感技术方面的研究。Ｅ－ｍａｉｌ：ｙａｎｃｘ＠ｃｉｏｍｐ．ａｃ．ｃｎ１２２２００１－１

高分辨率活细胞成像系统

高分辨率活细胞成像系统一总体要求 ★1满足科研科室要求，凡涉及设备安装及施工由中标方负责，按照科室要求提供交钥匙工程 2投标时要求提供原厂家的检验报告、技术参数表及产品彩页 3投标产品应为国际知名品牌，最先进机型及配置，适用于科研、教学并满足将来科研发展需要。 ★4仪器配备所有软件使用最新版本且终身免费升级，端口免费开发，能够与我院各信息系统无缝对接 5数量：1台二技术要求 1光源部分 1.1固态激发光源，由不少于7个独立单色激发光源组成，发射端能量22-89mW；包括如下光源 1.1.1381-399nm（DAPI，BFP），能量＞50mW 1.1.2426-450nm（CFP，Pacific Blue）能量＞80mW 1.1.3461-489nm（GFP，EGFP）能量＞50mW 1.1.4505-515nm（YFP）能量＞20mW 1.1.5529-556nm（OFP，RFP，DsRed）能量＞80mW 1.1.6563-588nm（mCherry）能量＞80mW 1.1.7621-643nm（Cy5）能量＞40mW 1.2瞬时开关，光源通电至稳定工作间隔时间低于100微秒，非工作时光源自动关闭。光源工作寿命＞10000小时 1.3激发光经过光纤传输，通过光强探测器实时监测入射光强变化 2显微镜部分 2.1高性能减震台 2.2研究型倒置显微镜 ★2.3提供科勒照明和临界照明两种照明方式并可根据用户是目镜观察还是成像自动电动切换 2.4物镜配备：60X平场复消色差物镜（油镜），数值孔径＞1.42 40X平场半复消色差物镜（油镜），数值孔径＞1.3 40X长工作距离（2.7-4mm）半复消色差物镜，数值孔径＞0.6 20X长工作距离（6.6-7.8mm）半复消色差物镜，数值孔径＞0.45 10X平场复消色差物镜，数值孔径＞0.4

航空成像光谱仪的发展和在侦察中的应用.

2010. 6 https://www.360docs.net/doc/3d16072632.html, 综述遥感信息航空成像光谱仪的发展和在侦察中的应用孙林, 鲍金河 (空军航空大学特种专业系, 吉林长春130022 摘要:成像光谱仪在进行航空成像侦察时能够获得一个三维的数据立方体, 其中, 两维表示目标的空间信息, 一维表示目标的光谱信息, 因此, 成像光谱仪在进行航空成像侦察时不仅能够对目标进行定位和判别, 还可以利用自身可以获取目标光谱信息的能力更好地进行遮蔽和伪装目标的辨别。本文介绍了成像光谱仪的发展与现状, 对成像光谱仪的成像原理进行了分析, 比较了成像光谱仪不同成像原理的优缺点, 并对成像光谱仪在航空成像侦察中的应用进行了讨论。关键词:成像光谱仪; 色散; 干涉; 侦察doi:10. 3969/j. issn. 1000-3177. 2010. 06. 023 中图分类号:T P751 文献标识码:A 文章编号:1000-3177(2010 112-0115-05 Study on Imaging Spectrometer in the Applications of Aviation Imaging Reconnaissance SU N L in, BA O Jin -he (A v iation Univ er sity of A ir For ce , S p ecial I nf or matio n D ep ar tment , Changchun 130022 Abstract:Imag ing spectro met er can get the t arg et p s three -dimensional data cube w hile carr ying on aviation imaging recon -naissance. In this date cube, tw o dimensio ns represent the space infor mation of t he targ et and one dimension represents the spec -t

成像光谱技术简介

成像光谱技术 1.成像光谱技术发展简述光谱技术是指利用光与物质的相互作用研究分子结构及动态特性的学科，即通过获取光的发射、吸收与散射信息可获得与样品相关的化学信息，成像技术则是获取目标的影像信息，研究目标的空间特性信息。这两个独立的学科在各自的领域里已有数百年的发展历史，但是知道上个世纪六十年代，遥感技术兴起，空间探测和地表探测一时成为科学界研究的热点，人们希望得到的不单纯是目标的影响信息或者目标的光谱信息，而是同时得到影像信息和光谱信息，这一需求极大的导致了成像技术和光谱技术的结合，催生出了成像光谱技术。所谓光谱成像技术，其本质是充分利用了物质对不同电磁波谱的吸收或辐射特性，在普通的二维空间成像的基础上，增加了一维的光谱信息。由于地物物质组成的不同，其对应的光谱之间存在差异（即指纹效应），从而可以利用地物目标的光谱进行识别和分类。光谱成像技术可以在电磁波段的紫外、可见光、近红外和中红外区域，获取许多窄并且光谱连续的图像数据，为每个像元提供一条完整并且连续的光谱曲线。图1 成像光谱技术示意图图1.1就是成像光谱技术的示意图，成像光谱仪得到一个三维的数据立方体，从每个空间象元都可以提取一条连续的光谱曲线，通过谱线的特征分析，继而用于后续的测探等目的。 2.成像光谱仪的分类成像光谱仪是成像光谱技术发展的必然产物，是可以同时获取影像信息与像元的光谱信息的光学传感器，是成像光谱技术得以实现的实物载体，根据不同的分类标准可以进行多种分类，主要有以下几种： (1)根据成像光谱仪的光谱分辨率不同，可以分为多光谱成像仪

(Multispectral Imager, MSI)，高光谱成像仪(Hyperspectral Imager, HSI)，超光谱成像仪(Hyperspectral Imager, USI)。多光谱成像仪：获得的目标物的波段在3~12之间，光谱分辨率一般在 100nm左右，主要用于地带分类等方面。高光谱成像仪：获得的目标物的波段在100~200之间，光谱分辨率在10nm 左右，被广泛用于遥感中。超光谱成像仪：获得的目标物的波段在1000~10000之间，光谱分辨率在 1nm以下，通常用于大气微粒探测等精细探测领域。 (2)按照分光原理的不同可以分为棱镜色散型、光栅衍射型、滤光片型、干涉型以及计算层析型。棱镜色散型和光栅衍射型分别是利用棱镜的色散和光栅的衍射来获取目标物的光谱，这两类光谱仪都是直接型光谱仪，即可以直接得到目标物的光谱曲线，具有原理简单和性能稳定等优点。滤光片型光谱仪是采用相机加滤光片的方案，分光元件为滤光片，有多种形式，有线性滤光片、旋转滤光片等。这种光谱仪也是一种间接成像光谱仪，需要调制才能获得整个数据立方体干涉型光谱仪是采用干涉仪实现两束相干光的干涉，从而获得目标物的干涉图。该类型的光谱仪其采集到干涉图和最终需要反演得到光谱图之间存在傅里叶变换关系，故其也称傅里叶变换光谱仪。 (3)按照扫描方式不同，成像光谱技术可分为挥扫式(Whiskbroom)、推扫式(Pushbroom)和凝视(Staring)成像光谱仪。挥扫视：主要利用扫描镜，将空间信息按照一定的顺序输入，再由光谱仪对各点进行光谱分光，这类光谱仪的探测器一般为线阵。推扫式：采用一个垂直于运动方向的面阵探测器，先将扫描成像于光谱仪的狭缝上，在通过运动获得另一维的光谱数据。凝视型：无需探测器的运动，在任意时刻即可获取目标的二维空间信息以及一维光谱信息。此外，还有多种分类方法，比如按照数据称重理论和调制方式以及搭载平台的不同等等。 3.成像光谱技术的应用成像光谱技术应用方向可以分为两大类：军用和民用。在军用方面，由于成像光谱仪特别是高光谱成像仪具有在光谱上区分地物类型的能力，因此它在地物的精细分类、目标检测和变化检测上体现出较强的优势，成为一种重要的战场侦察手段。早在20世纪末，美国军方就有实验表明高光谱图像可以分辨出

高光谱遥感考试必备

1.高光谱分辨率遥感:用很窄（10-2λ）而连续的光谱通道对地物持续遥感成像的技术。在可见光、近红外、短波红外和热红外波段其光谱分辨率高达纳米(nm)数量级，通常具有波段多的特点，光谱通道数多达数十甚至数百个以上，而且各光谱通道间往往是连续的。 2.高光谱遥感特点①波段多,数据量大②光谱范围窄(高光谱分辨率)③在成像范围内连续成像④信息冗余增加 3. 高光谱遥感的发展趋势（1）遥感信息定量化（2）“定性”、“定位”一体化快速遥感技术 4.光谱特征的产生机理：在绝对温度为0K以上时，所有物体都会发射电磁辐射，也会吸收、反射其他物体发射的辐射。高光谱遥感准确记录电磁波与物质间的这种作用随波长大小的变化，通过反映出的作用差异，提供丰富的地物信息，这种信息是由地物的宏观特性和微观特性共同决定的。宏观特性:分布、粗糙度、混杂微观特性:物质结构 5.反射分为三种：镜面反射，漫反射，实际物体反射 6.典型地物反射：水体的反射主要在蓝绿光波段，其他波段吸收都很强，特别到了近红外波段，吸收就更强，所以水体在遥感影像上常呈黑色。植被的反射波谱特征：①可见光波段有一个小的反射峰，位置在0.55um处，两侧 0.45um(蓝)和0.67um(红)则有两个吸收带。这一特征是叶绿素的影响。②在近红外波段(0.7-0.8um)有一反射的“陡坡”（被称为“红边”)，至1.1um附近有一“峰值”，形成植被的独有特征。这一特征由于植被结构引起。③在中红外波段(1.3-2.5um) ，反射率大大下降，特别以1.45um和1.95um为中心是水的吸收带，形成低谷。土壤:由于土壤反射波谱曲线呈比较平滑的特征，所以在不同光谱段的遥感影像上，土壤的亮度区别不明显.自然状态下土壤表面的反射率没有明显的峰值和谷值，一般来讲土质越细反射率越高，有机质含量越高和含水量越高反射率越低，此外土类和肥力也会对反射率产生影响。 6.野外光谱测量的影响因素（1）大气透射率（2）水蒸气3）风（4）观测几何 7.地面光谱的测量方法：实验室测量，野外测量 8.垂直与野外测量的区别:垂直测量：为使所有数据能与航空、航天传感器所获得的数据进行比较，一般情况下测量仪器均用垂直向下测量的方法，以便与多数传感器采集数据的方向一致。由于实地情况非常复杂，测量时常将周围环境的变化忽略，认为实际目标与标准板的测量值之比就是反射率之比。野外测量（非垂直测量）：在野外更精确的测量是测量不同角度的方向反射比因子。凝视时间：探测器的瞬时视场角扫过地面分辨单元的时间称为凝视时间（dwell time）。探测器的凝视时间在数值上等于行扫描时间除以每行的像元个数。凝视时间越长，进入探测器的能量越多，光谱响应越强，图像信噪比越高。光谱图像立方体：空间平面：O-XY平面；线光谱平面：O-XZ，O-YZ平面 9.高光谱遥感图像数据表达：A.光谱图像立方体 B.二维光谱曲线 C. 三维光谱曲面 10.空间成像方式：（1）摆扫型成像光谱仪：定义：它由光机左右摆扫和飞行平台向前运动完成二维空间成像，其线列探测器完成每个瞬时视场像元的光谱维获取。原理：45斜面的扫描镜，电机进行360旋转，旋转水平轴与遥感平台前进方向平行，扫描镜扫描运动方向与遥感平台运动方向垂直，光学分光系统形成色散光源再汇集到探测器上，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。（2）推扫型成像光谱仪：定义：采用一个面阵探测器，其垂直于运动方向在飞行平台向前运动中完成二维空间扫描；平行于平台运动方向，通过光栅和棱镜分光，完成光谱维扫描。