检索结果-内蒙古大学图书馆

光学学报 2020年第6期40卷 20-27页

作者：李勤勤王先华叶函函吴时超李超王晓迪中国科学院安徽光学精密机械研究所通用光学定标与表征技术重点实验室安徽合肥230031 中国科学技术大学安徽合肥230026

搭载于高分五号卫星平台的大气主要温室气体监测仪(GMI)主要用于测量大气温室气体CO2和CH4的柱浓度。为保证GMI遥感数据温室气体的反演精度,需分析温室气体反演中气溶胶等因素对反演结果的影响,并以此作为反演算法校正的要素。在此基础... 详细信息

搭载于高分五号卫星平台的大气主要温室气体监测仪(GMI)主要用于测量大气温室气体CO2和CH4的柱浓度。为保证GMI遥感数据温室气体的反演精度,需分析温室气体反演中气溶胶等因素对反演结果的影响,并以此作为反演算法校正的要素。在此基础上,利用全球总碳柱观测网(TCCON)站点对GMI反演结果进行验证。结果表明,GMI近红外反演结果误差范围为-1.06±2.93×10^-6(-0.26±0.72%),反演精度在1%以内。

关键词：大气光学温室气体监测仪总碳柱观测网反演验证

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基于高光谱图像的改进SIFT特征提取与匹配

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光学精密工程 2020年第4期28卷 954-962页

作者：丁国绅乔延利易维宁杜丽丽方薇中国科学院安徽光学精密机械研究所通用光学定标与表征技术重点实验室安徽合肥230031 中国科学技术大学安徽合肥230026

针对尺度不变特征变换(SIFT)算法所提取图像特征点数量少、误匹率高的问题,提出了一种基于高光谱图像的改进SIFT算法。首先,依据传统SIFT算法中高斯金字塔的构造思想,结合在不同波段下的高光谱图像具有相同宏观特征的特点,首次用高光谱... 详细信息

针对尺度不变特征变换(SIFT)算法所提取图像特征点数量少、误匹率高的问题,提出了一种基于高光谱图像的改进SIFT算法。首先,依据传统SIFT算法中高斯金字塔的构造思想,结合在不同波段下的高光谱图像具有相同宏观特征的特点,首次用高光谱图像作为原始算法中经高斯变换产生的图像,使得检测到的具有实际意义的特征点数量大幅增加;其次,传统SIFT算法以及大量的改进方法都只通过目标象元邻域范围内的像素信息来构造特征描述符,而忽略了像素点的位置信息,文中将目标象元的位置信息纳入了特征描述符,在特征描述符的匹配阶段,在利用邻域范围内的像素信息进行粗匹配之后,利用特征描述符中的位置信息进行精细匹配。仿真实验结果表明在限定最优值与次优值之比的情况下,采用高光谱图像构造高斯金字塔的方式能显著增加特征点的提取数量,更多地挖掘出图像中的极值点;在特征描述符中加入目标象元的位置信息作为特征点匹配第二阶段的判断依据,正确匹配数量达到原方法的59倍以上,极大提升了算法的匹配性能。

关键词：尺度不变特征变换高光谱图像位置准则图像匹配

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多角度偏振成像仪偏振通道响应非一致性测量方法

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光学学报 2020年第8期40卷 171-182页

作者：翁建文袁银麟郑小兵康晴涂碧海夏茂鹏洪津中国科学院安徽光学精密机械研究所通用光学定标与表征技术重点实验室安徽合肥230031 中国科学技术大学安徽合肥230026

GF-5卫星多角度偏振成像仪(DPC)同一波段三个偏振通道(0°、60°及120°)必须进行响应非一致性校正,才能达到偏振探测的精度要求。将范围为-50°~50°的DPC宽视场划分为15×15个分视场,使用高精度的二维转动平... 详细信息

GF-5卫星多角度偏振成像仪(DPC)同一波段三个偏振通道(0°、60°及120°)必须进行响应非一致性校正,才能达到偏振探测的精度要求。将范围为-50°~50°的DPC宽视场划分为15×15个分视场,使用高精度的二维转动平台调整各分视场的位置以对准积分球参考光源进行成像。设计基于时间稳定性的分视场图像数据的拼接算法,得到全视场的拼接图像,并应用对数增强方法检测拼接图像中坏像元的位置与数量。采用拼接图像计算DPC同一波段三偏振通道的相对透过率、低频相对透过率及高频相对透过率,为DPC偏振通道响应非一致性校正提供了校正系数。结果表明,DPC偏振通道的响应非一致性测量不确定度优于0.67%。所提方法为校正DPC偏振通道间的响应非一致性、提高偏振信息的解析精度提供了高精度的手段。

关键词：遥感偏振通道宽视场响应非一致性分视场测量不确定度

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多角度偏振成像仪偏振探测性能与检测

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光学学报 2020年第7期40卷 117-129页

作者：涂碧海洪津姚萍萍孟炳寰袁银麟张苗苗翁建文中国科学院安徽光学精密机械研究所安徽合肥230031 中国科学技术大学安徽合肥230026 中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室安徽合肥230031

多角度偏振成像仪用于获取全球大气气溶胶和云性质参数,能探测大气多角度偏振信息。偏振探测是仪器的重要特性,大视场光学仪器起偏效应显著,应予以定标校正。在轨运行前通过实验室、外场对偏振探测性能进行全面检测。在轨运行时,设计基... 详细信息

多角度偏振成像仪用于获取全球大气气溶胶和云性质参数,能探测大气多角度偏振信息。偏振探测是仪器的重要特性,大视场光学仪器起偏效应显著,应予以定标校正。在轨运行前通过实验室、外场对偏振探测性能进行全面检测。在轨运行时,设计基于自然目标偏振特性的在轨检测方法,进行数据校正后,再对大范围海洋耀光和水云偏振虹进行分析,通过偏差分布图像可在复杂多云的数据环境中直观显示仪器状态,实现了全视场偏振探测性能的快速评测,验证了地面应用系统数据处理的有效性。在轨偏振探测性能与实验室、外场检测的性能一致,探测精度满足优于0.02的设计指标。检测数据为气溶胶和云反演应用提供重要依据,各阶段检测方法为广角偏振遥感仪器检测提供参考。

关键词：测量偏振成像仪偏振探测偏振光源在轨评测

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高分五号多角度偏振探测仪可见光波段在轨辐射定标研究

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光学学报 2020年第23期40卷 198-208页

作者：陈斐楠樊依哲洪津黄禅李双杨本永涂碧海韩琳孙斌中国科学院安徽光学精密机械研究所安徽合肥230031 中国科学技术大学安徽合肥230031 中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室安徽合肥230031

对于无星上定标系统的大视场大气探测载荷,利用广阔的海洋无监测定标场(SNES)进行基于统计方法的在轨替代定标,是国际上公认和推荐的方法。基于大气气溶胶多角度偏振探测仪(DPC)的载荷工作原理和一级数据产品的特点,在确定反射率基定标... 详细信息

对于无星上定标系统的大视场大气探测载荷,利用广阔的海洋无监测定标场(SNES)进行基于统计方法的在轨替代定标,是国际上公认和推荐的方法。基于大气气溶胶多角度偏振探测仪(DPC)的载荷工作原理和一级数据产品的特点,在确定反射率基定标的基础上,通过海表双向反射率分布函数(BRDF)的大气传输仿真计算确定了合适的角度阈值,以降低非大气分子散射的干扰;同时对定标场的环境参量进行了统计分析,解决了统计定标中数据筛选与误差评估的核心问题,最终实现了DPC可见光波段在轨定标系数变化的精确评估。在考虑定标源和仪器实验室定标误差合成后,绝对辐射定标系数的最终定标误差在1.24%~4.76%之间。

关键词：遥感瑞利散射大气辐射传输在轨定标误差合成

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基于大气校正提升亚米级卫星影像质量

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光学学报 2021年第11期41卷 19-26页

作者：王涛周川杰易维宁洪津周楠方薇张冬英杜丽丽李凯涛崔文煜中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所通用光学定标与表征技术重点实验室安徽合肥230031 中国科学技术大学安徽合肥230026 北京市遥感信息研究所北京100085 中国科学院空天信息创新研究院遥感卫星应用国家工程实验室北京100101

大气对太阳辐射的吸收和散射会导致卫星影像的亮度和对比度降低,大气能见度越低、卫星空间分辨率越高,这种现象越明显,以至于低能见度条件下的亚米级空间分辨率光学卫星影像看起来非常模糊。基于辐射传输方程开发的自适应大气校正算法... 详细信息

大气对太阳辐射的吸收和散射会导致卫星影像的亮度和对比度降低,大气能见度越低、卫星空间分辨率越高,这种现象越明显,以至于低能见度条件下的亚米级空间分辨率光学卫星影像看起来非常模糊。基于辐射传输方程开发的自适应大气校正算法充分考虑了大气和目标物周围环境对卫星入瞳处目标辐亮度的影响,定量化描述了目标物周围像元的反射率与目标像元的反射率差异对邻近效应的影响。利用自适应大气校正算法对低大气能见度条件下的亚米级空间分辨率卫星影像进行大气校正,并且将其与常规图像处理结果进行对比。结果表明,利用自适应大气校正算法校正后的卫星影像质量得到了明显改善(清晰度提高了4.5275倍,对比度提高了44.61%,信息熵值提高了64.22%)。相对于常规图像处理方法在提升卫星图像质量时会带来噪声和过度增强的问题,自适应大气校正算法在提升卫星图像质量时不会带来噪声和过度增强问题。

关键词：大气光学大气校正亚米级卫星影像图像模糊图像增强灰度直方图分布偏移灰度直方图分布动态范围

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分束型同时偏振成像系统定标及预处理方法

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光学学报 2020年第20期40卷 100-111页

作者：崔文煜黄文娟易维宁中国科学院安徽光学精密机械研究所通用光学定标与表征技术重点实验室安徽合肥230031 中国科学技术大学安徽合肥230026

同时偏振成像系统可获取动态物体的瞬态偏振特性,具有广泛的应用前景。然而各偏振探测通道存在空间和辐射响应差异,对准确建立仪器穆勒矩阵造成干扰。针对分束型同时偏振成像系统,分析了误差来源,提出了定标及预处理方法。通过成像非均... 详细信息

同时偏振成像系统可获取动态物体的瞬态偏振特性,具有广泛的应用前景。然而各偏振探测通道存在空间和辐射响应差异,对准确建立仪器穆勒矩阵造成干扰。针对分束型同时偏振成像系统,分析了误差来源,提出了定标及预处理方法。通过成像非均匀性、辐射响应不一致性、检偏角度误差、瞬时视场像差的标定和校正,消除了偏振成像探测的系统误差。结果显示:经过定标和校准处理,各通道图像非均匀度平均降低了2.24%,辐射响应差异率绝对值平均降低了17.22%,偏振相对快轴方向平均纠正了1.71°,成像几何偏差平均纠正了1.87个像元。校正后,系统偏振度和偏振角测量误差分别降低0.47和32.84°。对室外场景进行测量实验,经过预处理正确解算斯托克斯参量,并通过偏振图像融合处理,突出了不同材质的物性差异。

关键词：成像系统偏振成像同时定标预处理

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高分五号卫星GMI大气CO_(2)反演方法

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大气与环境光学学报 2021年第3期16卷 231-238页

作者：叶函函王先华吴时超李超李志伟施海亮熊伟中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室安徽合肥230031

二氧化碳(CO_(2))是大气中重要的温室气体,准确掌握大气CO_(2)的含量及变化可为气候变化预测及环境决策提供支持。为满足气候研究的需求,卫星观测大气CO_(2)柱平均干空气混合比(XCO_(2))的反演精度需优于1%。搭载于高分五号卫星上的大... 详细信息

二氧化碳(CO_(2))是大气中重要的温室气体,准确掌握大气CO_(2)的含量及变化可为气候变化预测及环境决策提供支持。为满足气候研究的需求,卫星观测大气CO_(2)柱平均干空气混合比(XCO_(2))的反演精度需优于1%。搭载于高分五号卫星上的大气主要温室气体监测仪GMI (Greenhouse gases monitoring instrument)采用新型的空间外差光谱技术,具有超高光谱分辨率。由于超分辨率卫星观测光谱面临着大气、地表和仪器的综合影响,故根据GMI仪器特征设计了针对性的反演方法,通过光谱信息含量的分析,构建出用于大气CO_(2)反演的信息谱以及用于背景扣除的参考谱,以此重建观测数据和模拟数据,并采用最优化估计法反演大气XCO_(2)。该方法具备缓变背景扣除功能,可解决空间外差干涉型光谱的大气CO_(2)反演问题。利用该反演方法对2018年8月至2019年3月的GMI观测数据开展反演,并采用碳总量观测网12个站点的地面大气CO_(2)测量结果进行验证。验证结果表明该反演方法可稳定实现GMI卫星观测数据的反演,且GMI大气XCO_(2)反演精度为0.67%,优于1%的应用需求。

关键词：大气CO_(2) 反演方法空间外差光谱验证

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448888 nm泵浦的自发参量下转换特性研究

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量子电子学报 2024年第4期 638-648页

作者：尹琳李健军郑小兵中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室中国科学技术大学

自发参量下转换的光谱、光子数率和时间相关性对宽波段光电探测器定标具有重要意义。本文理论模拟了488 nm连续激光泵浦偏硼酸钡（BBO）晶体的光谱和光子数率的分布,搭建了光谱、光子数率和时间相关性测量的实验系统。基于理论研究, BB... 详细信息

自发参量下转换的光谱、光子数率和时间相关性对宽波段光电探测器定标具有重要意义。本文理论模拟了488 nm连续激光泵浦偏硼酸钡（BBO）晶体的光谱和光子数率的分布,搭建了光谱、光子数率和时间相关性测量的实验系统。基于理论研究, BBO晶体的相位匹配角选择24.3184°,可实现605～2523 nm连续宽波段相关光子制备,光子数率最大值为4.2716×107s-1。采用CMOS相机和光电倍增管测量相关光子圆环和光子数率,根据波长和探测器响应波段来选择相应的光电探测器,以测量时间相关性。实验测量得到605～1000 nm波段的相关光子光谱,光子数率的实测值与理论值偏差在1个量级内,并观察到710～1560 nm波段的符合峰。实验结果验证了所建立的理论模型的正确性、自发参量下转换过程的宽光谱特性和时间相关性,为实现可见-近红外波段的宽光谱相关光子定标提供了研究基础。

关键词：非线性光学可见-近红外相关光子自发参量下转换光子数率时间相关性

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便携式多通道辐射参考光源的设计与测试

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光学学报 2020年第20期40卷 20-26页

作者：李孟凡胡亚东崔珊珊于新宇裘桢炜厉卓然王相京张爱文孙晓兵中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所安徽合肥230031 中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室安徽合肥230031

星载同步监测大气校正仪(SMAC)用于获取遥感图像中时间同步、空间匹配的多光谱偏振大气信息,为高分辨率遥感图像的大气校正提供了气溶胶、水汽等微物理参数。为满足SMAC环境试验过程中现场光学性能标定的需要,设计了一种便携式多通道辐... 详细信息

星载同步监测大气校正仪(SMAC)用于获取遥感图像中时间同步、空间匹配的多光谱偏振大气信息,为高分辨率遥感图像的大气校正提供了气溶胶、水汽等微物理参数。为满足SMAC环境试验过程中现场光学性能标定的需要,设计了一种便携式多通道辐射参考光源(PMRLS)。PMRLS采用与SMAC一致的多通道光学设计,且各通道均为独立发光组件。发光组件采用发光体配合扩散板形成均匀照明,在可见近红外波段、短波红外波段分别选用LED和小功率卤钨灯作为发光体以降低整体功耗,采用低噪声稳定电流源驱动光源,结合散热片和风扇的散热设计以保证光源温度稳定性,并通过结构限位固定结构位置关系以提高光源测试的重复性。通过PMRLS应用对象,即SMAC,将积分球光源的辐亮度直接等效传递至PMRLS,并进行了非稳定度、非重复度评价。性能测量结果显示,SMAC地面检测光源各通道输出能量与SMAC动态范围典型辐亮度值的偏差在7%之内,非稳定度优于0.76%,非重复度优于1.3%,测量结果表明研制的PMRLS能够满足SMAC性能快速监测的需求。

关键词：大气光学性能监测多通道辐射参考光源性能测试

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