一种空间调制型长波红外成像光谱仪的光谱在线定标方法

摘要

本发明涉及一种空间调制型长波红外成像光谱仪的光谱定标方法，特别涉及机载空间调制型高光谱成像仪的光谱定标方法。本发明通过读取长波红外成像光谱仪干涉数据图；采集聚丙烯的干涉数据进行光谱复原得到光谱数据；采用聚丙烯标准谱的特征峰位置波长yi和实测聚丙烯特征峰点数xi；将聚丙烯特征谱线波数y与实测特征峰对应的点数x采用最小二乘法进行计算可得a0和a1；根据步骤(4)确定各个波段之间的光谱定标系数；根据光谱定标系数确定各个波段中心波长六个步骤，最终完成光谱定标。

权利要求

1.一种空间调制型长波红外成像光谱仪的光谱在线定标方法，其特征在于光谱定标方法的具体步骤如下 ：（1）在机载状态下，读取长波红外成像光谱仪干涉数据图，对该长波红外成像光谱仪干涉数据进行光谱复原得到长波红外成像光谱仪光谱数据 ；

式中 ：l 为相干光束的光程差；

I(l) 对应长波红外成像光谱仪干涉数据强度；

FT 傅立叶变换；

v 为波数；

B(v) 对应长波红外成像光谱仪光谱数据强度；

干涉数据采样点 数记为 N，傅立叶变换输出数据点数为 2n(n ＞ 8)，并且需要满足 

2n ＞ N;

（2）采集聚丙烯的干涉数据进行光谱复原得到光谱数据；

（3）采用聚丙烯标准谱的特征峰位置波长 和实测聚丙烯特征峰点数 满足：；

（4）将聚丙烯特征谱线波数y 与实测特征峰对应的点数x采用最小二乘法进行计算可得 和 ；

（5）根据步骤 (4) 确定各个波段之间的光谱定标系数；

（6）根据光谱定标系数确定各个波段中心波长，完成光谱定标。

说明书

一种空间调制型长波红外成像光谱仪的光谱在线定标方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种空间调制型长波红外成像光谱仪的光谱定标方法，特别涉及机载空间调制型高光谱成像仪的光谱定标方法。

[0002] 属光学检测技术领域。

背景技术

[0003] 光谱定标的关键是确定空间调制型长波红外成像光谱仪的最大光程差，最终目的是确定光谱数据各个谱段的中心波长，长波红外成像光谱仪可通过实验室定标和在线定标对长波红外成像光谱仪进行光谱定标。由于激光带宽窄，可以获得较高精度的定标效果，空间调制型长波红外成像光谱仪一般采用激光干涉数据进行实验室光谱定标；实际运行过程中，由于成像仪在机载过程或飞行中的剧烈振动、气压温度等空间环境的急剧变化，器件性能的衰减，造成机载长波红外成像光谱仪光谱特性发生变化，出现光谱漂移现象，需要在线重新进行光谱定标，此时可采用大气吸收特征谱线进行在轨定标，一般采用O2吸收特征谱线进行光谱定标。

[0004] 传统的光谱定标方法是依赖长波红外成像光谱仪收集的大量试验数据进行分析，由于上述长波红外成像光谱仪收集过程的缺，并且光谱定标精度较低。

发明内容

[0005] 本发明目的在于克服现有技术的不足，提供一种空间调制型长波红外成像光谱仪的光谱定标方法，该方法不依赖于大量试验数据，而是采用一组干涉数据以及准确的特征谱线波长值即可准确的对长波红外成像光谱仪的进行光谱定标。

[0006] 本发明技术解决方案是：一种空间调制型长波红外成像光谱仪的光谱定标方法，步骤如下：

[0007] (1).读取长波红外成像光谱仪干涉数据图，对该长波红外成像光谱仪干涉数据进行光谱复原得到长波红外成像光谱仪光谱数据；

[0008]

[0009] (2).采集聚丙烯的干涉数据进行光谱复原得到光谱数据；

[0010] (3).采用聚丙烯标准谱的特征峰位置波长yi和实测聚丙烯特征峰点数xi满足：yi＝a0+a1xi；

[0011] (4).将聚丙烯特征谱线波数y与实测特征峰对应的点数x采用最小二乘法进行计算可得a0和a1；

[0012]

[0013] (5).根据步骤(4)确定各个波段之间的光谱定标系数；

[0014] (6).根据光谱定标系数确定各个波段中心波长，完成光谱定标。

[0015] 本发明与现有技术相比有益效果为：

[0016] 本发明从空间调制型长波红外成像光谱仪基本原理出发，利用特征谱线，实现了空间调制型长波红外成像光谱仪的高精度光谱定标。

[0017] 本发明在空间调制型长波红外成像光谱仪的试验阶段即可进行准确的光谱定标；如果空间调制型长波红外成像光谱仪的器件发生衰减，出现了光谱漂移，同样可以采用本方法利用聚丙烯特征谱线进行重新定标，可以有效解决光谱漂移问题。

[0018] 本发明成功进行了机载式高光谱成像仪的光谱定标，对提高空间调制型红外长波红外成像光谱仪的光谱准确性具有重要意义。

附图说明

[0019] 图1为本发明方法流程图。

具体实施方式

[0020] 通常，地物光谱信息经过空间调制型长波红外成像光谱仪得到干涉信息，干涉信息与光谱信息之间满足傅立叶变换关系，通过对干涉信息进行傅立叶变换反演即可得到地物光谱信息。长波红外成像光谱仪具有纳米级的光谱分辨率，一般具有几十到几百个波段，可以获得地物空间信息和光谱信息组成的光谱立方体信息，可以细致、有效的识别地物，具有极大的应用价值和广阔的应用前景。

[0021] 空间调制型长波红外成像光谱仪光谱定标的精度直接决定了高光谱数据的精度和可用性，对空间调制型长波红外成像光谱仪具有重要意义。

[0022] 本发明光谱定标方法不依赖于大量试验数据，使用一组干涉数据以及准确的特征谱线波长即可准确的对长波红外成像光谱仪的进行光谱定标。

[0023] 下面结合附图对本发明做详细说明，如图1所示，具体步骤如下：

[0024] (1).光谱复原

[0025] 读取长波红外成像光谱仪干涉数据图，对该长波红外成像光谱仪干涉数据进行傅立叶变换得到成像光谱仪光谱数据；干涉数据与光谱数据满足傅立叶变换关系，如公式所示。

[0026]

[0027] 式中：l为相干光束的光程差；

[0028] I(l)对应长波红外成像光谱仪干涉数据强度；

[0029] FT傅立叶变换；

[0030] v为波数；

[0031] B(v)对应长波红外成像光谱仪光谱数据强度；

[0032] 干涉数据采样点数记为N，傅立叶变换输出数据点数为2n(n＞8)，并且需要满足2n＞N。

[0033] (2).采集聚丙烯的干涉数据进行光谱复原得到光谱数据；

[0034] (3).采用聚丙烯标准谱的特征峰位置波长yi和实测聚丙烯特征峰点数xi满足：yi＝a0+a1xi；

[0035] (4).将聚丙烯特征谱线波数y与实测特征峰对应的点数x采用最小二乘法进行计算可得a0和a1；

[0036]

[0037] (5).根据步骤(4)确定各个波段之间的光谱定标系数；

[0038] (6).根据光谱定标系数确定各个波段中心波长，完成光谱定标。

[0039] 此时可以准确的获得空间调制型长波红外成像光谱仪各个谱段的中心波长，完成了整个光谱定标过程。

[0040] 本发明未详细说明部分属于本领域技术人员公知常识。