干涉成像光谱仪等波长光谱重建方法研究

摘要：

干涉型成像光谱仪是嫦娥1号(CE-1)卫星的重要设备,用于分析月球表面物质成分含量及其分布,目前所得到的2B级科学数据的光谱分辨率为325 cm-1,转化为波长分辨率表示后各谱段不一样,第一个波段为7.6nm,最后一个波段为29 nm,这引入两个问题:(1)与地面波谱库中用于标定和比对的光谱分辨率描述方式不一致;(2)由于波段窄而进入的信号少,造成短波光谱信噪比差.基于CE-1干涉成像光谱仪光谱重建模型,讨论了波长分辨率与截止函数的关系,提出了一种随波长及波长分辨率变化的可调截止函数,并选取相应Sinc函数进行切趾,实现了波段覆盖范围内任意指定波长分辨率的光谱数据重建.利用该方法对CE-1号在轨0B数据进行处理,得到了29 nm等波长高光谱图像,采用光谱信噪、主成分分析和无监督分类等方法对重建结果与同区域2级科学数据进行比对,结果表明:短波波段光谱信噪比提高了4倍,平均提高了2.4倍,基于光谱特征的分类结果一致,数据质量大大改善.EWSR方法的优点有:(1)在保持光谱信息量的情况下,虽然牺牲部分光谱分辨率,但提高短波波段的光谱信噪比;(2)实现了在波段覆盖范围内任意指定波长位置或任意设定波长分辨率的光谱数据重建.

关键词：嫦娥一号、干涉成像光谱仪、等波长光谱分辨率、光谱重建、傅里叶变换

所属期刊栏目：36

分类号：O433.4(光学)

资助基金：国家高技术研究发展计划项目2010AA122203;国家自然科学基金项目41172296

在线出版日期：2016-06-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：848-852