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红外成像灰度随距离变化的李群表达

红外与激光工程 2018年第10期47卷 121-126页

作者：李晨曦史泽林刘云鹏中国科学院沈阳自动化研究所辽宁沈阳110016 中国科学院大学北京100049 中国科学院光电信息处理重点实验室辽宁沈阳110016

大气对红外辐射传输的影响引起的红外成像灰度变化,是红外目标跟踪应用需要应对的问题。对红外成像灰度变化规律进行李群建模,对设计高效、鲁棒的目标跟踪算法具有重要意义。首先分析了红外辐射传输模型,并结合红外成像机理,得到红外成... 详细信息

大气对红外辐射传输的影响引起的红外成像灰度变化,是红外目标跟踪应用需要应对的问题。对红外成像灰度变化规律进行李群建模,对设计高效、鲁棒的目标跟踪算法具有重要意义。首先分析了红外辐射传输模型,并结合红外成像机理,得到红外成像灰度变化模型。进一步从理论上证明了大气影响下红外成像灰度变化规律符合李群结构,提出了红外图像灰度动态变化的一种非欧数学表征。最后根据红外成像灰度变化模型对不同环境下采集到的外场实验数据进行拟合,回归分析结果表明了该模型的准确性,进而说明了对红外成像灰度变化规律进行李群表达的合理性。

关键词：大气辐射传输李群红外辐射目标跟踪

基于低空图像的Worldview-1全色波段仿真

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红外与激光工程 2015年第2期44卷 620-624页

作者：张冬英易维宁洪津方薇中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室安徽合肥230031 解放军陆军军官学院安徽合肥230031 中国科学院合肥智能机械研究所安徽合肥230031

对地资源探索是遥感技术的追求目标,Worldview-1是高精度商业卫星之一,星下点分辨率为0.5 m。提出一种基于图像的Worldview-1全色波段仿真方法。以低空飞行的可见近红外图像为数据源,利用大气校正或经验线性法进行反射率反演得到地面反... 详细信息

对地资源探索是遥感技术的追求目标,Worldview-1是高精度商业卫星之一,星下点分辨率为0.5 m。提出一种基于图像的Worldview-1全色波段仿真方法。以低空飞行的可见近红外图像为数据源,利用大气校正或经验线性法进行反射率反演得到地面反射率图;然后经过以下四个步骤:辐射传输模拟、光谱波段匹配、空间分辨率仿真和传感器调制传递函数MTF仿真,仿真出Worldview-1全色波段图像。通过以飞艇为平台的外场试验获取数据,将仿真图像与Worldview-1全色波段图像从相似度及图像纹理参数进行对比,结果显示这种模拟地物、大气、传感器特性的图像仿真方法可以应用于Worldview-1全色波段图像的仿真。

关键词：图像仿真大气辐射传输全色光谱波段合成

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基于多光谱遥感成像链模型的系统信噪比分析

光学学报 2012年第2期32卷 92-98页

作者：付强相里斌景娟娟中国科学院西安光学精密机械研究所光谱成像技术实验室陕西西安710119 中国科学院研究生院北京100049 中国科学院光电研究院北京100094

信噪比(SNR)是评价多光谱遥感成像性能的重要指标,在设计多光谱遥感成像仪的最初阶段应进行分析,从而确定各分系统相关参数。多光谱遥感系统的成像链模型综合考虑辐射源、地物光谱反射、大气辐射传输、光学系统成像、分光元件特性、探... 详细信息

信噪比(SNR)是评价多光谱遥感成像性能的重要指标,在设计多光谱遥感成像仪的最初阶段应进行分析,从而确定各分系统相关参数。多光谱遥感系统的成像链模型综合考虑辐射源、地物光谱反射、大气辐射传输、光学系统成像、分光元件特性、探测器光谱响应和相机噪声等各个环节,可用于进行成像过程端对端的完整分析。以基于滤光片阵列的多光谱遥感系统为例,采用MODTRAN软件进行大气辐射传输计算,对不同太阳天顶角下,不同目标地物计算像面的照度,根据电荷耦合器件探测器的噪声模型,计算出不同工作条件下多光谱遥感系统的SNR。通过对SNR的分析,可给出该类型多光谱遥感系统获得最佳性能的工作条件,并能够结合使用要求进行光学系统参数的优化选择。

关键词：遥感多光谱成像信噪比成像链大气辐射传输

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太赫兹大气临边探测仪遥感中高层大气风仿真

空间科学学报 2021年第4期41卷 589-596页

作者：王文煜王振占段永强中国科学院国家空间科学中心微波遥感技术重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100049

太赫兹大气临边探测仪(TALIS)是中国正在预研的第一台THz频段的临边探测仪,主要用于高精度、高分辨率的大气遥感测量.TALIS的观测目标主要包括大气温度、大气压强、大气成分(例如H_(2)O,O_(3),HCl,ClO,N_(2)O,HNO_(3)等)的垂直分布以及... 详细信息

太赫兹大气临边探测仪(TALIS)是中国正在预研的第一台THz频段的临边探测仪,主要用于高精度、高分辨率的大气遥感测量.TALIS的观测目标主要包括大气温度、大气压强、大气成分(例如H_(2)O,O_(3),HCl,ClO,N_(2)O,HNO_(3)等)的垂直分布以及长期变化趋势.由于TALIS的频段覆盖了许多重要的吸收谱线,其观测数据中包含大气风的多普勒信息,因此可以用于反演中高层风的廓线.本文针对TALIS视线多普勒风的观测进行仿真,利用辐射传输模型(ARTS)评估了TALIS测风的潜力和相应的反演精度.结果表明,TALIS的118 GHz谱仪具有较好的测量精度,在70 km处的精度为12 m·s^(-1).183 GHz,633 GHz和658 GHz谱仪也有一定的测量信息,反演精度分别为19 m·s^(-1)(60km),19 m·s^(-1)(50 km),16 m·s^(-1)(50km).TALIS有一个候选的测风谱仪位于655 GHz频段,其在55 km处的反演精度为11m·s^(-1).此外,虽然降低谱分辨率能有效提高系统灵敏度,但并不能提高反演精度,需要通过降低系统噪声来提高测风的精度.

关键词：临边探测 TALIS 大气辐射传输大气风反演

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环境影响下成像制导导弹半实物仿真技术研究

系统仿真学报 2009年第21期21卷 6859-6864页

作者：罗红磊王江云北京航空航天大学先进仿真技术航空科技重点实验室北京100191

研究成像制导导弹半实物仿真系统结构,以及在半实物仿真中体现大气环境的影响。采用SIMULINK建立了导弹动力学模型,并考虑模型与大气环境的交互,利用MATLAB/RTW生成可运行于VxWorks实时操作系统上的代码。设计了基于VxWorks实时操作系统... 详细信息

研究成像制导导弹半实物仿真系统结构,以及在半实物仿真中体现大气环境的影响。采用SIMULINK建立了导弹动力学模型,并考虑模型与大气环境的交互,利用MATLAB/RTW生成可运行于VxWorks实时操作系统上的代码。设计了基于VxWorks实时操作系统与BerkeleyDB实时数据库的大气环境数据库,为导弹动力学模型的实时解算提供大气环境数据服务。利用MODTRAN开发了大气透过率与程辐射数据库,并对大气辐射传输对传感器成像的影响进行建模。仿真结果表明,该系统在满足实时性的同时,体现了大气环境对成像制导导弹的影响。

关键词：半实物仿真大气环境大气辐射传输大气环境数据库

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基于低空成像信息的热红外成像仿真研究

光学技术 2009年第4期35卷 626-629页

作者：张冬英洪津易维宁方薇涂碧海杨伟锋乔延利中国科学院安徽光学精密机械研究所合肥230031 解放军炮兵学院合肥230031 中国科学院合肥智能机械研究所合肥230031

提出了一种由低空飞行获取的以红外图像为数据源的中远红外仿真方法。首先通过大气辐射传输模型计算出测量条件下的程辐射和大气透过率,反演出地面温度,然后再由大气传输模型计算出仿真条件下的程辐射和大气透过率,并仿真卫星高度下的... 详细信息

提出了一种由低空飞行获取的以红外图像为数据源的中远红外仿真方法。首先通过大气辐射传输模型计算出测量条件下的程辐射和大气透过率,反演出地面温度,然后再由大气传输模型计算出仿真条件下的程辐射和大气透过率,并仿真卫星高度下的红外图像。以飞艇为平台,并搭载中远红外成像系统进行飞行,对获取的数据进行仿真模拟。试验结果表明,这种利用大气辐射传输模型和基于低空成像信息的遥感图像仿真方法可以用于模拟相同地区相同波段范围的卫星图像。

关键词：红外仿真大气辐射传输程辐射透过率

基于Fu-Liou辐射传输模式和卫星观测资料的气溶胶对全球地表太阳辐射影响的研究

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资源科学 2017年第3期39卷 513-521页

作者：邵思雅张晶周丽花薛文晧北京师范大学全球变化与地球系统科学研究院北京100875 全球变化研究协同创新中心北京100875

气溶胶可以吸收和散射太阳辐射,影响地表辐射收支平衡,使到达地表的太阳总辐射减少,同时散射辐射在总辐射中所占的比例增加。本文基于MODIS气溶胶产品和CERES云产品等大气遥感资料,利用Fu-Liou辐射传输模式对全球地表辐射进行了有无气... 详细信息

气溶胶可以吸收和散射太阳辐射,影响地表辐射收支平衡,使到达地表的太阳总辐射减少,同时散射辐射在总辐射中所占的比例增加。本文基于MODIS气溶胶产品和CERES云产品等大气遥感资料,利用Fu-Liou辐射传输模式对全球地表辐射进行了有无气溶胶的两组模拟试验。将考虑气溶胶的试验模拟值与BSRN站点观测值进行对比,结果显示地表总辐射模拟的R值达到0.92,地表散射辐射模拟的R值达到0.84,模拟值与观测值有着比较好的一致性。比较两组模拟结果显示,2007年气溶胶导致全球地表总辐射平均减少了9.16W/m2,降低幅度较大的地区往往气溶胶光学厚度(AOD)也较高。对于散射辐射来说,气溶胶在全球不同地区却有着不同的正负效应:地表反照率高的地区,气溶胶往往使得散射辐射大幅增加;而云分数较高的地区,气溶胶往往导致散射辐射大幅度下降。2007年气溶胶导致全球地表散射辐射平均增加了8.17W/m2。

关键词：气溶胶气溶胶光学厚度大气辐射传输直接辐射效应散射

基于Fu-Liou模式的气溶胶对中国、印度2011—2014年地表太阳辐射影响的研究

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北京师范大学学报（自然科学版） 2019年第1期55卷 114-120页

作者：乔岩张晶薛文晧周丽花张艺娟陆天蔚北京师范大学全球变化与地球系统科学研究院北京100875

利用Fu-Liou辐射传输模式,结合中分辨率成像光谱仪(moderate resolution imaging spectroradiometer,MODIS)的气溶胶光学厚度(aerosol optical depth,AOD)数据,模拟有无气溶胶2种条件下的地表辐射情况.模型结果使用基线地表辐射观测网(baseline surface radiation network,BSRN)地面观测站点进行验证.结果证明,研究区内所有站点的相关性系数平方R2均在0.6以上,整体R2达到了0.81,相关程度较高,模型模拟结果与观测较为一致.比较2组模拟结果显示,2011—2014年间气溶胶导致研究区总辐射量减少18.81W·m^(-2),散射量增加14.94W·m^(-2).其中中国地区散射辐射增加12.79W·m^(-2),印度地区散射辐射量增加23.21 W·m^(-2).AOD高的地区,云量较少则散射辐射增加较为明显,云量较多则散射辐射的增加量明显减少.

关键词：气溶胶大气辐射传输模式直接辐射效应

面向“红外云图晴空区导风”的FY-2E红外通道亮温度敏感性分析

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热带气象学报 2013年第2期29卷 321-327页

作者：张治国王振会詹奕哲杨璐南京信息工程大学气象灾害省部共建教育部重点实验室江苏南京210044 南京信息工程大学大气物理学院江苏南京210044

利用MODTRAN辐射传输模式,结合FY-2E星载辐射计红外分裂窗通道的光谱响应特征,计算了中纬度的夏、冬季晴空大气情况下,卫星观测亮温度对大气水汽及气溶胶的敏感性。在模拟条件下,计算星载辐射计红外通道温度灵敏度(0.2 K)对应的大气水... 详细信息

利用MODTRAN辐射传输模式,结合FY-2E星载辐射计红外分裂窗通道的光谱响应特征,计算了中纬度的夏、冬季晴空大气情况下,卫星观测亮温度对大气水汽及气溶胶的敏感性。在模拟条件下,计算星载辐射计红外通道温度灵敏度(0.2 K)对应的大气水汽及气溶胶含量变化的临界值分别为0.42 g/cm2和0.25。以此为参照值,利用FY-2E晴空大气可降水量产品及MODIS大气气溶胶产品实际数据,分析了在导风模块常用尺度(80 km×80 km)内大气水汽、气溶胶含量的变化引起FY-2E星载辐射计红外分裂窗通道观测亮温度差异超过星载辐射计红外通道的温度灵敏度的可能性,结果表明实际大气存在满足上述临界值条件的情况。研究结果为把晴空大气水汽、气溶胶作为卫星红外云图上的晴空区导风示踪物,提供了理论和实际依据。

关键词：大气辐射传输光谱响应敏感性分析示踪信号图像纹理晴空区导风