宽波段高分辨率小型紫外成像光谱仪光学系统研究

结合小型紫外光谱仪器设计原理对紫外成像光谱仪进行了研究。以离轴抛物镜为望远镜,超环面光栅为成像光谱系统设计了系统方案;该光学系统的优化设计就是对超环面光栅的参数设计。分析了光栅的光程函数和像差方程,总结了单超环面光栅结构的完善聚焦条件和完善成像条件;这两种条件无法在代数计算下得到完善代数解,限制了光谱仪的工作波段和视场,引入遗传算法解决了这个问题。以一工作波段为200～280nm的日盲紫外成像光谱仪为例对设计理论进行验证,根据优化理论计算了初始结构最优解并进行光线追迹模拟,成功得到了F数为5.7,焦距为102mm,全视场全波段调制传递函数值在奈奎斯特频率(20lp.mm-1)下大于0.65的高分辨率成像光谱仪光学系统。设计结果表明这种光学系统设计理论适用于小型宽波段高分辨率紫外成像光谱仪。

应用间接排序识别盐沼植被的光谱特征:以崇明东滩为例

遥感技术已成为大尺度植被分类的重要手段，而地面植物群落特征与其光谱特征之间的关系是解译遥感影像的关键。该研究选择上海崇明东滩自然保护区的盐沼植物群落为对象，应用ASD地物光谱仪测定其植物群落的光谱反射率，并采用10个小型机载成像光谱仪（CASI）默认植被波段组，应用主分量分析法和相关分析分析了不同群落光谱特征与生态环境因子之间的关系。分析结果表明，间接排序法PCA能够识别盐沼植被中光滩、海三棱藤草（Scirpus mariqueter）群落、芦苇（Phragmites australia）群落和互花米草（Spartina alterniflora）等群落的光谱特征，绝大多数盐沼湿地植物群落组成与光谱特征之间有显著的相关，识别效果最好的波段组是736—744nm、746—753nm、775—784nm、815～824nm和860-870nm；对光谱反射率影响最大的生态环境因子分别是植物群落的高度和盖度，高程和其它环境因子的影响次之。研究成果可为遥感监测崇明东滩自然保护区内入侵种互花米草的空间分布和扩散规律提供技术支撑，为高光谱遥感影像的影像判读和解译分类以及盐沼湿地植被制图提供科学依据。