针对起伏异质地表的一体化成像光谱仪成像建模

作     者：崔博伦 李欣 安宁 仝迟鸣 张家铭 朱军 

作者机构：北京空间机电研究所 中国东方红卫星股份有限公司 

出 版 物：《自然资源遥感》 (Remote Sensing for Natural Resources)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：0810[工学-信息与通信工程] 08[工学] 081002[工学-信号与信息处理] 

基　　金：民用航天项目(编号:D010206)资助 

主　　题：高光谱全链路仿真 日光诱导叶绿素荧光 陆地生态监测 高光谱成像 

摘      要：一体化成像光谱仪能够有效提升陆地生态系统监测能力,在设计研制阶段开展成像仿真是提升其效能的重要手段,针对目前成像仿真中场景建模和辐射传输模型的不足,建立了一套全链路的成像仿真模型,并利用该模型初步开展了载荷效能评价。首先,根据载荷观测目标开展了大型场景异构建模;然后,推导了包含荧光辐射和热辐射的起伏异质地表辐射传输模型;最后,结合光栅光谱仪成像模型,最终集成为全链路成像仿真模型。为验证起伏异质地表的邻近效应对像元日光诱导叶绿素荧光(solar-induced chlorophyll fluorescence,SIF)空间分布的影响,对比本光谱仪空间分辨率下,考虑和未考虑地形邻近效应的模拟SIFred和SIFfarred辐亮度。对于地形起伏明显且地物分布非均一的列数据,SIF辐亮度差异分别最大达到22%和52%,未考虑地形邻近效应会导致高分辨率SIF仿真的显著误差。本研究的成像建模方法能够用于异质起伏地表场景的高光谱-超光谱成像仿真,从而分析一体化成像光谱仪生态监测的复合应用的效能。