[发明专利]超光谱成像仪短波红外实验室光谱定标校正方法

摘要

本发明公开了一种超光谱成像仪短波红外波段(1000-2500nm)的实验室光谱定标校正方法。它基于单色仪扫描法基础上，通过采集校正波段并利用数值计算和线性回归分析求其通道偏移量同时间偏移量的关系，建立谱线漂移校正模型，最后根据谱线漂移校正模型特征对短波红外全波段数据进行谱线漂移校正。通过本发明的超光谱成像仪实验室光谱定标校正方法能够很好地修正由于成像仪仪器内部产热而导致的谱线波长向长波漂移问题。在定标精度允许的范围内，模型可靠且时间漂移规律具有重复性，有实用价值。本文提出的解决方案已经实际应用到了超光谱成像仪的实验室光谱定标方法中，所提出的模型可为其他同类型遥感器出现类似情况时提供参考依据。

主权项

一种超光谱成像仪短波红外实验室光谱定标谱线漂移校正方法，其特征在于已包括的步骤如下：(1)选择波长校正波段并采集。选取整个波段范围中信噪比较高的波段作为校正波段，校正波段的采集波长范围为波段中心波长±半波宽，以确保能完整采集校正波段；具体采集方法如下：a)确定光谱仪采集的积分时间和指向镜角度；b)调整狭缝光线的视场位置，待环境温度稳定并达到实验室要求后光谱仪开机；c)采集校正波段，重复连续采集多组，保证校正波段的重复采集总时间不少于全波段谱线的采集时间；d)待校正波段多组采集完毕后，关机冷却直至环境温度再次稳定；重复步骤a)‑d)，得到其他校正波段的采集数据；2)分析每个校正波段的通道偏移量ΔCHai相对时间偏移量ΔTai的变化规律，其中通道偏移量ΔCHai为波段内中心波长变化量Δλai与半波宽ΔFWHMai的比值，i代表参考点采集组号，a代表校正波段序号； Δ CH ai = Δ λ ai Δ FWHM ai - - - ( 1 ) 3)计算校正波段的通道偏移量均值ΔCH同时间偏移量ΔT的变化规律，通过对实验数据进行线性回归得到谱线漂移校正模型的表达式：ΔCH＝f(ΔT)                (2)4)控制实验环境及成像光谱仪各控温点温度同采集校正波段时一致，采集短波红外全波段的光谱数据，计算全视场全波段的中心波长λmn和半波宽，其中m代表波序号，n代表视场探测元序号；5)利用步骤3)得到的谱线漂移校正模型来校正色散方向全波段的谱线漂移，计算单色波长采集时间，其中采集每波长用时为 T ′ = T L 2 - L 1 - - - ( 3 ) T代表总采集时间(秒)，L2为采集终止波长(nm)，L1为采集开始波长(nm)；根据步骤4)得到原始的存在温漂影响的不同波段不同探测元中心波长结果，根据公式(1)‑(3)得到不同波段不同探测元中心波长的波长偏移量，实现对原始光谱定标结果修正。