红外高光谱成像仪(ATHIS)对矿物和气体的实验室光谱测量
投稿时间:2020-05-06  修订日期:2020-11-23  点此下载全文
引用本文:李春来,刘成玉,金健,徐睿,谢佳楠,吕刚,袁立银,柳潇,徐宏根,王建宇.红外高光谱成像仪(ATHIS)对矿物和气体的实验室光谱测量[J].红外与毫米波学报,2020,39(6):767~777].LI Chun-Lai,LIU Chen-Yu,JIN Jian,XU Rui,XIE Jia-Nan,LV Gang,YUAN Li-Yin,LIU Xiao,XU Hong-Gen,WANG Jian-Yu.Spectral measurement of minerals and gases based on airborne thermal-infrared hyperspectral imaging system[J].J.Infrared Millim.Waves,2020,39(6):767~777.]
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李春来 中国科学院上海技术物理研究所 空间主动光电技术重点实验室上海 200083
中国科学院大学杭州高等研究院浙江 杭州 310024 
lichunlai@mail.sitp.ac.cn 
刘成玉 中国科学院上海技术物理研究所 空间主动光电技术重点实验室上海 200083  
金健 中国科学院上海技术物理研究所 空间主动光电技术重点实验室上海 200083  
徐睿 中国科学院上海技术物理研究所 空间主动光电技术重点实验室上海 200083  
谢佳楠 中国科学院上海技术物理研究所 空间主动光电技术重点实验室上海 200083  
吕刚 中国科学院上海技术物理研究所 空间主动光电技术重点实验室上海 200083  
袁立银 中国科学院上海技术物理研究所 空间主动光电技术重点实验室上海 200083  
柳潇 中国地质调查局武汉地质调查中心湖北 武汉 430205  
徐宏根 中国地质调查局武汉地质调查中心湖北 武汉 430205 honggen_xu@163.com 
王建宇 中国科学院上海技术物理研究所 空间主动光电技术重点实验室上海 200083
中国科学院大学杭州高等研究院浙江 杭州 310024 
jywang@mail.sitp.ac.cn 
基金项目:中国科学院青年创新促进会项目(2016218),“十三五”民用航天预研项目(D040104)”
中文摘要:首先介绍了热红外高光谱成像应用的独特优势,然后论述了机载热红外高光谱成像仪(Airborne Thermal-Infrared Hyperspectral Imaging System, ATHIS)灵敏度优化的设计方法,结合仪器特点介绍了实验室矿物发射光谱和气体吸收光谱测量的辐射模型,分析了样本红外光谱与温度分离的数据处理流程。在此基础上,利用ATHIS开展了矿物发射光谱和气体红外吸收光谱的实验室测量,结果表明,利用ATHIS仪器和本文建立的数据方法已具备准确反演矿物发射率光谱和气体吸收光谱的能力,后续将利用该仪器开展多平台的遥感应用试验,为未来开展星载热红外高光谱相机研制和数据处理方法奠定基础。
中文关键词:热红外高光谱成像  绝对温度  探测灵敏度  矿物发射率光谱  气体吸收光谱
 
Spectral measurement of minerals and gases based on airborne thermal-infrared hyperspectral imaging system
Abstract:In this paper, we introduced the unique advantages of the thermal infrared hyperspectral imaging in many applications, and then discuss the design to optimize sensitivity of the airborne thermal-infrared hyperspectral imaging system (ATHIS). Additionally, we establish emission spectrum of laboratory minerals and build the radiation model to measure the absorption spectrum of gas, with which the procession of separation of spectrum and temperature is analyzed. Finally, ATHIS is used to carry out laboratory measurements of mineral emission spectrum and gas infrared absorption spectrum. The results show that the data method we proposed for ATHIS can accurately invert mineral emissivity spectrum and gas absorption spectrum. In the future, ATHIS will be used to carry out multi-platform remote sensing application experiments, which will lay the foundation for future development of space-borne thermal infrared hyperspectral camera and data processing methods.
keywords:thermal infrared hyperspectral imaging  absolute temperature  detection sensitivity  mineral emissivity spectrum  gas absorption spectrum
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