大气中云的存在会严重影响气溶胶的反演精度。经验阈值法是一种常用的云检测方法,其较强的主观性和难以应对环境时空动态变化或星载探测仪差异的缺点,导致“云”和“晴”边缘分类误差增大,且检测自动化程度较低。针对下垫面为陆地的大气云检测,提出一种多通道偏振遥感图像的统计分类与数据融合的阈值优化方法,该方法首先通过半监督Kmeans聚类及其统计特征,决定像元属于“云”和“晴”两类的双亮度阈值;然后在阈值周边分类模糊区,用D-S证据理论获取多通道检测的联合置信度因子,求得模糊区像元分类的细化阈值;最终以顺序决策过程实现“云”和“晴”两类目标的精确分类。为了验证所提方法的有效性,利用POLDER3载荷遥感数据进行云检测实验,并与POLDER3产品结果进行比较。结果表明:所提方法与POLDER法的分类符合度为95%,目测发现这些误检大多发生在云边缘处,表明所提方法对云边缘处的分类具有较好的敏感性。

主要针对星载多路短波红外探测器的温度要求设计了高精度在轨温度控制系统。首先,在对工作温度控制需求进行分析的基础上, 提出了该系统短波红外探测器的温度高稳定性要求;其次设计了高稳定性温度采集电路、低噪声热控驱动电路,并且在FPGA芯片 上基于开关控制算法,产生了脉宽调制信号;然后利用该脉宽调制信号控制热电制冷器的驱动电流,实现了在资源有限的条件下, 温度控制高稳定度的要求。最终性能测试的结果表明,温控精度可以达到±0.1°,满足该多路短波红外探测系统星载工作温度稳定性要求。

植被冠层反射太阳光会产生部分偏振光, 这为偏振遥感探测提供了信息源。 利用地基平台开展野外偏振测量是非常重要的研究, 它不仅能获取植被冠层本质的偏振反射特性, 而且还可以与机载或者星载平台数据进行匹配； 虽然研究者们已经通过机载或者星载偏振探测器获取了大量植被冠层的偏振反射信息, 但是关于地面植被冠层偏振反射分布特性的研究却很少。 因此, 为了详细研究植被冠层的偏振反射特性, 基于野外多角度高光谱偏振测量与偏振反射物理机制, 分析了植被冠层偏振光谱特性及其偏振反射分布特性； 随后, 反演了两种偏振模型的参数, 将测量值与模拟值进行对比分析。 研究结果发现, 植被冠层的偏振反射具有明显的各项异性特征, 而且与波长之间存在微弱的关系； 同时, 偏振模型可以很好地模拟植被冠层的偏振反射信息, 可以作为研究植被冠层的理论依据。 该研究测量的偏振反射信息与模型计算值之间呈现良好的吻合性, 既描述了植被冠层偏振反射分布特性, 又证明模型的有效性和测量结果的准确性。 对植被冠层偏振特性的详细研究, 不仅有助于完整地解释植被冠层与电磁波之间的辐射响应特征, 而且对于偏振遥感对地观测以及地表偏振信息对大气偏振信息的研究也具有重要科学价值。

基于野外与实验室多角度偏振测量信息与偏振反射物理机理，分析了不同植被冠层的偏振反射特性，同时得到了两个地表偏振反射模型的参数。结果发现，植被冠层的偏振反射比值与入射、探测几何相关；植被冠层的偏振反射具有明显的各向异性特征，且与植被冠层的结构形态相关；地表测量的植被冠层偏振反射比可达0.095，远大于以往结果；偏振反射模型可以有效地计算出一般植被冠层的偏振反射信息，但是对于完全平展型且有光滑叶片的冠层却会出现较大误差。

通道式偏振遥感器可获取目标光谱辐亮度、偏振度和偏振方位角等多维度信息,是目前最常用的偏振遥感探测的主要仪器类型之一。介绍了通道 式偏振遥感器偏振定标的原理,根据矩阵光学理论和辐射度学理论,构建新的Stokes矩阵,从光谱维建立完善的偏振定标模型,分析了需要定标反 演的参数,并给出了相应的定标方法,可为类似的通道式偏振遥感器的偏振定标工作提供参考。

介绍了一种新型高精度大动态范围可调线性偏振度参考光源(VPOLS-II),在0.46~2μm 波段内线性偏振度调节范围达到0~0.72.VPOLS-II采用四片平板玻璃起偏的工作原理,辐射光源经过积分球和扩束器准直系统形成具有较高均匀性和平行度的入射光,再经过偏振态调节器输出不同线性偏振度的偏振光.将光谱偏振分析仪实验测量结果与理论计算值进行了比对,分析了VPOLS-II输出线性偏振度不确定度的影响因素.结果表明,线性偏振度范围0~0.72 内,VPOLS-II 的线性偏振度与理论预测值的差异小于6×10-3.在线性偏振度范围0.01~0.09 和0.09~0.72 内,线性偏振度的不确定度分别为8.8%~0.936%和0.936%~0.184%.这种新型参考光源可用于偏振光学遥感器的实验室偏振定标和系统级性能检测.

多角度和偏振遥感可解决传统遥感所不能解决的大气探测和目标识别等方面的问题。为实现气溶胶偏振信息的多角度探测，提出了一种新型的多角度偏振辐射计。该辐射计可以在多个角度上测量大气的偏振光谱信息，为大气光学和微物理特性的高精度反演提供重要的实测数据源。作为航天载荷的原理样机，多角度偏振辐射计的光机系统由多路并行望远光学模块组成，可在110°视场范围内，以0.5°间隔实现偏振信息的多角度探测；采集控制与数据传输系统由双控制核心和高速接口组成，大大提高了系统的并行处理能力和数据传输速度，可在高速运动的平台上实现多路偏振光谱信息的同步采集与实时传输，避免了由平台移动和信号的异步采集引入的误差。航飞试验结果表明，多角度偏振辐射计可实现气溶胶偏振信息的高精度探测。

主要回顾了偏振遥感的产生与发展历程及其在植被、岩矿、土壤、水体等方面的研究成果,并展望了偏振遥感发展的 未来。众所周知,传统遥感是将地球视为朗伯体,故采取垂直方式获取地表的二维信息,其目的是为了更有利于对遥感 信息进行计算机处理。事实证明,把地球当做朗伯体颇欠合理,来自地球表面的信息具有明显的三维空间分布特征。 李小文院士对二向反射分布函数(BRDF)进行了深入研究,并取得了令人瞩目的成果。偏振反射与二向性反射是一对孪生姊妹.BRDF主要 反映的是光谱的角度信息,而偏振反射不但反映光谱的角度信息,同时也反映光谱的偏振信息。当地表某个部分 为朗伯面时,其光谱的角度信息与偏振信息均为零。分析比较偏振遥感与多角度、高光谱遥感以及微波遥感的内在 联系与差异,不难发现上述三种遥感是偏振遥感的特例。