多光譜掃描儀

從地物來的紅外和可見光輻射進(jìn)入多光譜掃描儀，經(jīng)掃描鏡反射進(jìn)入聚光系統(tǒng)，成像于視場光欄處(圖1)。視場光欄大小決定瞬時(shí)視場的大小。進(jìn)入視場光欄的某瞬間的一像元的輻射，由單色器分光，將同一像元的輻射分成若干波段。分光的手段很多，有時(shí)單色器的波段不夠?qū)?，可以用分色片先把可見光與熱紅外波段分開。這樣，可以在很寬的光譜范圍內(nèi)選取所需要的波段。然后，按不同的波段分別用相應(yīng)的光電探測器和紅外探測器接收。在可見光和近紅外波段常用光電倍增管(見光電管與光電倍增管)或硅光電二極管，在熱紅外波段，常用銻化銦和碲鎘汞探測器等。

由掃描反光鏡，校正器，聚光系統(tǒng)，旋轉(zhuǎn)快門，成像板，光學(xué)纖維，濾光器和探測器組成。

利用光學(xué)機(jī)械掃描方式測量景物輻射的遙感儀器。景物輻射來自物體對陽光和天空背景光的反射或物體自身的熱輻射等，光譜范圍從可見光到紅外波段。輻射的光譜特性反映物體的性質(zhì)和狀態(tài)。多光譜掃描儀是從紅外行掃描儀演變來的。60年代為了獲取紅外圖像，用紅外探測器掃描方式對景物的紅外輻射逐點(diǎn)進(jìn)行探測，形成圖像。這種儀器用于航空遙感時(shí)僅在與飛行方向相垂直的方向上作行掃描，利用飛機(jī)運(yùn)動而形成二維圖像，故稱行掃描儀。只要在這種掃描儀上加上分光器件和適當(dāng)?shù)墓怆娞綔y器，就可以在很寬的光譜范圍內(nèi)工作，發(fā)展成多光譜掃描儀。多光譜掃描儀由掃描反射鏡、聚光系統(tǒng)、分光部件、光電探測器、輻射定標(biāo)器以及信號放大、編碼和處理的電子系統(tǒng)構(gòu)成。從景物來的輻射，經(jīng)掃描鏡反射進(jìn)入聚光系統(tǒng)會聚成像，由分光部件(濾光片、棱鏡或光柵等)分光，分成若干波段，由相應(yīng)的光電探測器(如光電倍增管、硅光二極管、銻化銦探測器、碲鎘汞探測器等)分別接收并轉(zhuǎn)變成電信號，經(jīng)電子系統(tǒng)處理、傳輸、記錄，最后可回放成圖片，或處理成計(jì)算機(jī)兼容磁帶，供用戶使用。多光譜掃描儀適用于航空和航天遙感，其性能要求視應(yīng)用目的和使用條件而定。為提高多光譜掃描儀的空間分辨率，人們正在研制電荷耦合器件的固態(tài)自掃描的多光譜掃描儀。

利用多個波段的敏感元件同時(shí)對地物掃描成像的遙感器，也稱多光譜掃描輻射計(jì)。多光譜掃描儀是從機(jī)載紅外行掃描器演變而來的。最初的行掃描器使用單一的紅外波段。為了充分利用地物波譜的差異來識別地物，后來研制成使用可見光和紅外多個波段同時(shí)掃描的儀器，即多光譜掃描儀，可用以獲取每個像元(像素)的譜輻射量。

多光譜掃描儀廣泛用于航空遙感。機(jī)載多光譜掃描儀一般分辨力較高，波段設(shè)置靈活，并趨向于細(xì)分光譜。中國自60年代中期開始研制紅外行掃描器，80年代研制成功組合式多光譜掃描儀(波長為0.35~14微米，分11個波段)和紅外細(xì)分光譜掃描儀(波長為8~14微米,分6個波段)。

多光譜掃描儀的優(yōu)點(diǎn)是:①工作波段寬，從近紫外、可見光到熱紅外波段，波長范圍達(dá)0.35~20微米;②各波段的數(shù)據(jù)容易配準(zhǔn)。這兩個特點(diǎn)非其他遙感器所能具有，因而多光譜掃描儀是氣象衛(wèi)星和"陸地衛(wèi)星"的主要遙感器。

紅外掃描儀:接受地物的紅外輻射能量，并把它傳給探測元件。 多光譜掃描儀(mss):與紅外掃描儀基本類似，其不同之處是，外加一個分光系統(tǒng)，把來自地物的電磁波信號，分成若干個不同的波段，同時(shí)用多個探測器同步記錄相應(yīng)波段的信息。而紅外掃描儀只在紅外波段工作。 專題制圖儀tm:專題制圖儀tm的成像原理與mss一致，與mss相比，空間分辨率由80米提高到30米;探測波段由4個增加到7個。

遙感平臺是遙感過程中乘載遙感器的運(yùn)載工具，它如同在地面攝影時(shí)安放照相機(jī)的三腳架，是在空中或空間安放遙感器的裝置。主要的遙感平臺有高空氣球、飛機(jī)、火箭、人造衛(wèi)星、載人宇宙飛船等。遙感器是遠(yuǎn)距離感測地物環(huán)境輻射或反射電磁波的儀器。使用的有20多種，除可見光攝影機(jī)、紅外攝影機(jī)、紫外攝影機(jī)外，還有紅外掃描儀、多光譜掃描儀、微波輻射和散射計(jì)、側(cè)視雷達(dá)、專題成像儀、成像光譜儀等，遙感器正在向多光譜、多極化、微型化和高分辨率的方向發(fā)展。遙感器接受到的數(shù)字和圖像信息，通常采用三種記錄方式:膠片、圖像和數(shù)字磁帶。其信息通過校正、變換、分解、組合等光學(xué)處理或圖像數(shù)字處理過程，提供給用戶分析、判讀，或在地理信息系統(tǒng)和專家系統(tǒng)的支持下，制成專題地圖或統(tǒng)計(jì)圖表，為資源勘察、環(huán)境監(jiān)測、國土測繪、軍事偵察提供信息服務(wù)。我國已成功發(fā)射并回收了10多顆遙感衛(wèi)星和氣象衛(wèi)星，獲得了全色像片和紅外彩色圖像，并建立了衛(wèi)星遙感地面站和衛(wèi)星氣象中心，開發(fā)了圖像處理系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)輔助制圖系統(tǒng)。從"風(fēng)云二號"氣象衛(wèi)星獲取的紅外云圖上，我們每天都可以從電視機(jī)上觀看到氣象形勢。