[發明專利]一種高光譜大視場成像光譜儀光譜彎曲校正方法

在審

• 申請號: 201811353279.6
• 申請日: 2018-11-14
• 公開（公告）號: CN109238991A
• 公開（公告）日: 2019-01-18
• 發明（設計）人: 趙敏杰;司福祺;江宇;汪世美
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質科學研究院
• 主分類號: G01N21/31
• 分類號: G01N21/31
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 安麗;成金玉

1.一種高光譜大視場成像光譜儀光譜彎曲校正方法，其特征在于包括以下步驟：

設全視場太陽散射光譜圖像為S_i,j，其中i為光譜通道數，其取值范圍i∈1～P由成像光譜儀探測光譜范圍確定，j為空間視場，其取值范圍j∈1～Q由成像光譜儀探測視場確定。

第一步，全視場太陽散射光譜圖像獲取；

成像光譜儀觀測太陽散射光，保證太陽散射光充滿成像光譜儀觀測視場，得到全視場太陽散射光譜圖像為S_i,j，

第二步，大氣吸收線的選取；

從全視場太陽散射光譜圖像S_i,j中提取中心視場的光譜數據S_i,center，以中心視場的光譜數據S_i,center為參考光譜，從中心視場的光譜數據S_i,center中選取中心視場大氣吸收線S_Δλ,center，其中Δλ為吸收線對應的光譜通道范圍，其它視場l,l∈1～Q選取的大氣吸收線為S_Δλ,l；

第三步，光譜匹配步長的設置；

基于成像光譜儀的光譜定標精度，設置中心視場大氣吸收線S_Δλ,center與其它視場l,l∈1～Q大氣吸收線S_Δλ,l進行匹配的步長δ；

第四步，光譜匹配；

將中心視場大氣吸收線S_Δλ,center按照匹配步長δ與其它視場l,l∈1～Q大氣吸收線S_Δλ,l進行匹配，根據Pearson相關系數法判定每次步長下的匹配結果，得到匹配結果最優時對應的步長，其為視場l,l∈1～Q下的光譜偏移值δ_l；

第五步，空間視場光譜彎曲值確定；

根據第四步光譜匹配方法對全視場太陽散射光譜圖像S_i,j在空間視場方向進行光譜匹配，得到每個視場下的光譜偏移值δ_j，j∈1～Q，基于光譜偏移值δ_j得到空間視場光譜彎曲值C_j；

第六步，光譜彎曲校正

建立校正模型，根據空間視場光譜彎曲值C_j對全視場太陽散射光譜圖像S_i,j進行光譜彎曲校正，最終完成全視場光譜彎曲校正。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述第一步，全視場太陽散射光譜圖像S_i,j獲取具體實現如下：

(11)選擇晴朗天氣以保證太陽散射光受大氣影響較少，太陽直射光入射到具有朗伯特性的鋁漫反射板上以形成均勻的面光源，調節鋁漫反射板與成像光譜儀位置角度，保證所述面光源能夠充滿成像光譜儀空間視場；

(12)成像光譜儀空間視場充滿后，設置積分時間、增益參數，保證觀測到的太陽散射光信號強度達到飽和值的80％，采集光譜數據，獲取全視場太陽散射光譜圖像S_i,j表示為S_i,j＝[S_i,1,S_i,2,…,S_i,Q]，其中S_i,1,S_i,2,…,S_i,Q為空間視場j∈1～Q下的光譜，i為光譜通道數i∈1～P。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：第二步，中心視場大氣吸收線S_Δλ,center與其它視場大氣吸收線S_Δλ,l的選取，具體實現如下：

(21)從全視場太陽散射光譜圖像S_i,j中提取中心視場光譜數據S_i,center；

(22)對中心視場光譜數據S_i,center中含有的大氣吸收線進行分析，若吸收線信號強度較低則舍棄，若受其它吸收線的影響則舍棄，選取信號強度較高且不受其它吸收線影響的吸收線作為光譜匹配的吸收線；

(23)確定好匹配吸收線后，基于成像光譜儀光譜通道數即光譜采樣間隔，確定大氣吸收線光譜范圍Δλ，得到中心視場大氣吸收線S_Δλ,center；

(24)根據步驟(22)、(23)得到視場l,l∈1～Q大氣吸收線S_Δλ,l。