[發明專利]一種植被多/高光譜成像裝置

有效

• 申請號: 201010612022.5
• 申請日: 2010-12-29
• 公開（公告）號: CN102162851A
• 公開（公告）日: 2011-08-24
• 發明（設計）人: 晏磊;李博;耿雅雷;趙海盟;劉綏華
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: G01S17/89
• 分類號: G01S17/89;G01S7/481
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 徐寧;關暢

技術領域

本發明涉及一種成像裝置，特別是關于一種植被多/高光譜成像裝置。

背景技術

植被是陸地生態系統的基本組成成分，其生化組分含量與陸地生態系統的蒸發、蒸騰、初級生產和廢物分解等過程密切相關。植被光譜能夠反映植被的組織結構、生物化學成分和形態學特征，比如：可見光波段的“藍邊”(藍過渡到綠)、綠峰和“紅邊”(紅光過渡到近紅外)均是描述植物色素狀態和健康狀況的重要指示波段。多光譜遙感通過采集植被光譜，能夠對植被變化實現快速和大范圍的監測。但是，傳統的多光譜遙感系統只能記錄10個左右的光譜波段，光譜分辨率在可見光-近紅外通道時為100nm量級，對于植被的研究僅限于一般性的紅光吸收特征、近紅外的反射特征和中紅外的水吸收特征波段。而且，傳統的多光譜遙感系統還受到了光譜分辨率、波段數量和波段位置等因素的限制，對植被類型不敏感，對植被的長勢反映不理想，因此無法探測到植被生化組分的精細光譜特征，很難定量提取其生化組分含量。

目前，高光譜遙感系統在獲取目標空間特征的同時，可以對每個像元在更寬波長范圍上形成幾十個乃至幾百個窄波段連續的光譜覆蓋，從而可以更深入地考察植被光譜的響應機制。高光譜遙感數據主要利用色散成像光譜儀和干涉成像光譜儀獲取。色散成像光譜儀技術比較成熟，被廣泛應用于航空、航天領域，但儀器所能夠探測的能量低，分辨率和信噪比都難以進一步提高。干涉成像光譜儀雖具有高光譜分辨率和高能量通過率的優勢，且光譜分辨率不受探測器面陣大小的限制，但光路結構復雜，數據量成幾何倍數增加，儀器對飛行平臺的穩定性以及對后續數據處理的硬件系統要求較高。而且，相對于多光譜遙感數據而言，獲取高光譜遙感數據的成像光譜儀適合小面積詳細信息的提取，而其成本較高是難以廣泛應用的瓶頸。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的是提供一種成本較低，而且能夠同時獲取植被的多/高光譜成像數據的植被多/高光譜成像測量裝置。

為實現上述目的，本發明采取以下技術方案：一種植被多/高光譜成像裝置，其特征在于：它包括一濾色片殼體、一光學鏡頭、一成像單元、放置在所述濾色片殼體中的濾色片、一濾色片更換裝置、一計算機和一電源；其中，所述濾色片殼體、光學鏡頭和成像單元順序排列，且各中心同軸；所述光學鏡頭與成像單元固連，且所述成像單元位于所述光學鏡頭的成像面上；所述濾色片更換裝置的控制端電連接所述計算機，所述成像單元與計算機進行數據及控制信號通信；所述電源為各用電設備供電。

所述成像單元包括：一成像傳感器，位于所述光學鏡頭的成像面上，對接收到的光譜圖像進行光電轉換；一信號獲取與處理電路，用于接收所述成像傳感器光電轉換后的圖像，并對該圖像進行模數轉換后，輸入所述計算機；同時，用于接收設置好的圖像參數；一相機快門控制電路，其通過一異步串行通信接口電連接所述計算機，用于接收積分時間。

所述濾色片更換裝置包括：一濾色片盛放裝置：為一長方形的箱體，所述箱體中沿其長度方向間隔均勻地設置有若干放置所述濾色片的形方槽；一承載傳動機構和一切換傳動機構：分別包括一電機，所述電機的輸出軸連接有一穿設有兩軸承的絲杠，每一所述軸承分別固定在一軸承座上，所述兩軸承座之間固定連接有一導軌，所述兩軸承之間的所述絲杠和導向桿上穿設有一滑塊；所述承載傳動機構的滑塊固定連接在所述箱體上，所述切換傳動機構的滑塊底部固定連接有一推塊；所述兩電機均電連接所述計算機。

所述濾色片更換裝置包括：一濾色片盛放裝置：為一長方形的箱體，所述箱體中沿其長度方向間隔均勻地設置有若干放置所述濾色片的方槽；一承載傳動機構和一切換傳動機構：分別包括一電機，所述電機的輸出軸連接有一穿設有兩軸承的絲杠，每一所述軸承分別固定在一軸承座上，所述兩軸承座之間固定連接有一導軌，所述兩軸承之間的所述絲杠和導向桿上穿設有一滑塊；所述承載傳動機構的滑塊固定連接在所述箱體上，所述切換傳動機構的滑塊底部固定連接有一推塊；所述兩電機均電連接所述計算機。