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光譜儀運動成像退化與復原技術研究
 作  者: 王曉燕
 出版單位: 化學工業
 出版日期: 2018.12
 進貨日期: 2019/2/28
 ISBN: 9787122330192
 開  本: 16 開    
 定  價: 510
 售  價: 408
  會 員 價: 374

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編輯推薦:

本書具有“准、新、深”的特點。“准”是指本書準確把握高光譜成像技術的共性和關鍵科學問題,詳細介紹色散型光譜儀成像的空間拓撲成像規律和復原方法等領域的研究成果;“新”是指本書內容涵蓋了國內外研究人員在高光譜成像技術領域取得的新進展,體現了該領域的研究水準與發展趨勢;“深”是指本書不是文獻工作的簡單羅列,而是建立在作者對色散型光譜儀航太成像技術處理等知識深刻認識基礎上的、具有較強獨立學術思想的著作。


內容簡介:

高光譜成像技術作為一種新型對地觀測技術,能夠同時獲取地物目標的幾何圖像和波譜資訊,在航太航空、醫學影像、軍事等領域具有良好的應用前景,目前是國內外的研究前沿與熱點。本書主要介紹了光譜成像技術、光譜儀的分類和作用原理、光譜儀器在航太衛星上的應用環境、光譜儀在軌動態成像模型、衛星平臺的振動規律及模擬、高光譜圖像的退化和復原,以及光譜影像處理的一體化軟體及其應用實例、高光譜技術存在的問題及解決途徑等內容。本書可供光學儀器、光學影像處理、模式識別等行業的科研與技術開發人員以及高等院校師生閱讀參考。


圖書目錄:

第1章 緒論/ 001

1.1 高分辨力對地觀測/001

 1.2 成像光譜技術現狀/ 002

1.2.1 成像光譜技術及其發展/ 002

1.2.2 航太光學遙感成像技術的複雜性/ 008

1.2.3 色散型成像光譜儀概況/ 009

1.2.4 高光譜運動模糊圖像復原/ 011

1.2.5 高光譜資料品質評價/ 014



第2章 光譜儀光學系統的相關理論/ 019

 2.1 引言/ 019

 2.2 成像光譜儀分光技術/ 020

2.2.1 成像光譜儀分光技術種類/ 020

2.2.2 光柵色散型成像光譜儀光學系統/ 020

 2.3 光柵色散型成像光譜儀的色散原理/ 023

2.3.1 角色散/ 025

2.3.2 線色散/ 025

2.3.3 閃耀光柵/ 025

 2.4 成像光譜儀光學系統的像差/ 027

2.4.1 像差理論/ 027

2.4.2 寬波段成像時的像面離焦/ 031

2.4.3 譜線彎曲/ 032

 2.5 成像光譜儀的主要性能指標/ 034

2.5.1 光譜分辨力/ 034

2.5.2 空間分辨力/ 038

 2.6 成像光譜儀的工作原理/ 039



第3章 色散型光譜儀建模及衛星平臺振動信號模擬/ 041

 3.1 引言/ 041

 3.2 色散型成像光譜儀/ 041

 3.3 色散型成像光譜儀靜態整體建模與分析/ 043

3.3.1 色散型成像光譜儀整體模型/ 043

3.3.2 色散型成像光譜儀的調製傳遞函數/ 046

 3.4 色散型成像光譜儀在軌動態建模與模擬/ 047

3.4.1 物空間到像空間的座標變換/ 047

3.4.2 色散型推掃光譜儀在軌動態成像模型/ 049

3.4.3 光譜儀動態成像模擬/ 051

 3.5 衛星平臺振動規律及其振動信號模擬/ 056

3.5.1 衛星平臺的姿態/ 056

3.5.2 衛星平臺的振動來源/ 058

3.5.3 衛星平臺振動模型及模擬/ 059



第4章 衛星平臺振動對色散型光譜儀光譜成像品質的影響分析/063

 4.1 引言/ 063

 4.2 平臺振動引起狹縫像點的運動/ 063

4.2.1 俯仰振動/ 066

4.2.2 側滾振動/ 067

4.2.3 偏航振動/ 069

4.2.4 綜合振動/ 070

 4.3 振動對光譜成像品質的影響/ 071

4.3.1 對像質的影響分析/ 071

4.3.2 對光譜的影響分析/ 073

 4.4 光譜資料模擬分析/ 078

4.4.1 微分動態成像模擬方法/ 078

4.4.2 衛星平臺振動光譜資料模擬分析/ 081

4.4.3 諧波振動的光譜資料模擬分析/ 087



第5章 振動模糊高光譜資料復原/ 090

 5.1 引言/ 090

 5.2 運動模糊高光譜資料復原模型/ 090

 5.3 振動模糊圖像的點擴散函數/ 092

5.3.1 衛星平臺振動模糊圖像的點擴散函數/ 092

5.3.2 諧波振動模糊圖像的點擴散函數/ 093

5.3.3 高頻振動圖像的方向及振幅檢測/ 095

 5.4 基於動態混沌擾動遺傳演算法的高光譜圖像復原/ 101

5.4.1 遺傳演算法/ 101

5.4.2 混沌擾動/ 102

5.4.3 混沌遺傳演算法/ 103

 5.5 混沌遺傳演算法在高光譜資料復原中的應用/ 106

5.5.1 衛星平臺振動模糊高光譜資料復原/ 107

5.5.2 平臺諧波振動模糊高光譜資料復原/ 110

5.5.3 高頻振動模糊高光譜資料復原/ 112



第6章 色散型光譜儀系統軟體設計/ 115

 6.1 引言/ 115

 6.2 需求分析/ 115

 6.3 色散型成像光譜儀系統軟體的基本功能/ 116

6.3.1 資料讀取/ 117

6.3.2 光譜重建/ 119

6.3.3 光譜資料運動退化/ 120

6.3.4 光譜資料復原/ 124

6.3.5 光譜資料品質評價/ 126



第7章 光譜遙感大資料的應用/ 129

 7.1 高分辨遙感資料在環境調查和資源中的應用/ 129

 7.2 高分辨遙感資料在災害監測預報中的應用/ 130

 7.3 小結和展望/ 135



參考文獻/ 138


章節試讀:

高光譜遙感是當前遙感技術的前沿領域。地球上不同的元素及其化合物都有自己獨特的光譜特徵,光譜因此被視為辨別物質的“指紋”,是用以識別和分析不同物體特徵的一種重要的“身份證”。成像光譜儀技術起源於20世紀70年代初期的多光譜遙感的應用,是一種結合成像技術和光譜技術的新興領域。成像光譜儀能夠同時獲取待測目標的空間資訊和光譜資訊,具有“圖譜合一”的優勢。1983年,世界上的第一台成像光譜儀AIS-1在美國噴氣推進實驗室研製成功,並在礦物填圖、植被化學、大氣水分等方面的研究中取得成功,顯示出巨大的生命力和發展潛力。隨後世界上許多國家如法國、德國、日本、加拿大、澳大利亞和中國等,均投入大量人力物力進行成像光譜儀技術的研究,取得了大量成果。目前,成像光譜儀技術主要應用在航空航太遙感領域,搭載於航天器上的成像高光譜儀載荷代表了這項技術的最高水準,並且引領其發展方向。2018年5月9日2時28分,我國在太原衛星發射中心用長征四號丙運載火箭成功發射高分五號衛星。高分五號衛星是高分專項的重要組成部分,標誌著我國實現高光譜解析度對地觀測的能力,掌握高光譜遙感資訊資源自主權,對建設現代化強國具有重要意義。

高分辨力對地觀測系統在載荷運動成像時,平臺非理想運動導致遙感影像品質退化,難以即時獲得高分辨力高精度的遙感影像,嚴重時甚至無法成像。準確瞭解遙感影像的退化機理並進行理想的抑制與補償,是目前亟需解決的問題之一。

本書對色散型成像光譜儀在軌運動成像退化機理及高精度補償進行了深入的探討,主要包含以下幾個方面:根據色散型成像光譜儀的結構原理,從光學成像、探測、重建和顯示等四個模組建立了色散型光譜儀整體模型,介紹了衛星平臺振動對色散型成像光譜儀光譜成像品質影響的研究,介紹了振動模糊高光譜資料復原技術研究,最後集成了色散型成像光譜儀運動成像退化、光譜資料復原校正和光譜品質評價於一體的光譜儀運動誤差分析與計算的系統軟體。

高光譜遙感是當前遙感技術的前沿領域,能夠有效探測和精細識別觀測目標的光譜特性,對遙感事業發展具有重要推動作用。近年來隨著遙感技術和應用迅猛發展,高光譜遙感的相關研究逐步向更高層次的光譜解析度、空間解析度和多維集成方向發展,並廣泛應用於遙感科學、輻射定標、農業遙感、環境遙感、林業監測、地質勘查、土壤遙感、水體遙感、大氣科學、材料研究以及偽裝識別等眾多研究領域。本書所述的研究工作主要是對高光譜遙感的重要設備——色散型光譜儀在軌運動成像退化、光譜資料復原和解混等做了系列的建模和分析,希望對研究高光譜對地觀測和光譜資料測量、處理的學者有啟示和借鑒作用。

本書所述的研究工作開始于作者在博士期間的研究,此項研究最終能夠成功,離不開導師倪國強教授的親切關懷和悉心指導。在北京物資學院工作的幾年間,作者將研究內容不斷地進行豐富和完善,最終形成了這本著作。在此期間,領導和同事給予了指導和幫助,並提出寶貴的修改意見,在此一併表示衷心的感謝!

由於作者學識水準有限,書中難免有疏漏與不足之處,請各位專家和學者指正。

王曉燕

2018年7月


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