光子学报
2022, 51(10): 1014007
太赫兹干涉成像是一种基于频谱域的成像方法, 通过对目标场景的频谱域信息采样重构目标图像, 避免了逐像素扫描, 所需的探测阵元数目少, 在图像获取速率和成像分辨率上具有发展潜力。研究了太赫兹干涉成像原理及其实现方法, 分析了成像分辨率和有效视场问题。通过仿真实验分析了目标场景中存在噪声对成像质量的影响, 表明干涉成像对目标噪声较为敏感。对安检应用场景的反射成像模式进行了分析, 证明了原理系统的适用性。仿真结果所得结论可为太赫兹干涉成像系统设计和实际应用提供理论依据和技术支持。
太赫兹 干涉成像 目标场景 噪声 反射强度比 terahertz interferometric imaging target scene noise ratio of reflection intensity 红外与激光工程
2019, 48(1): 0125004
1 北京大学空间信息集成及其应用重点实验室, 地球与空间科学学院, 北京 100871
2 School of Mechanical and Aerospace Engineering, Nanyang Technological University, 639798, Singapore
3 河海大学地球科学与工程学院, 江苏 南京 211100
无论是多角度遥感的发展、 还是偏振、 高光谱遥感的发展, 它们有一个相同的目的, 即利用电磁波的种种特性、 以及空间特性来对地球表面的一切地物进行精确的识别。 任何单一的方法和手段不可能完整地描述和反映地物的所有特征。 偏振测量是目标测量识别技术中不可缺少的技术之一, 并且成为近年来全世界目标识别领域中的研究热点。 由于定量遥感的反射强度对植被遥感的影响不可忽视, 反射辐射信号呈现饱和或过弱都不能被检测到。 而偏振是植被定量遥感的重要手段, 因而有必要开发一种克服由反射强度强弱引起的植被反演误差的方法, 这也是我们目前的研究目标。 如果反射的辐射信号太强或太弱, 都会影响遥感的准确性, 而来自植被的偏振光可以提供有用的信息, 特别是当反射的辐射信号饱和时, 使得传感器不能获得足够有用的非偏振信息。 本研究采用基于地面的偏振成像光谱仪系统, 开发了一种偏振方法来克服反射强度过强过弱引起的植被反演误差。 利用FISS-P偏振成像光谱仪系统研究了反射强度对遥感植被NDVI和DoLP效用的影响, 实验地点在北京市中国科学院奥林匹克科技园。 在对目标采样时对反射率强, 反射率弱以及反射率适中的植被分别测量, 同时对目标植被的不同波段(470, 555, 670, 864 nm)的DoLP进行计算与分析。 地基成像光谱仪系统(FISS-P)提供了具有偏振信息的高空间分辨率图像, 我们可以确定在阴影和强反射区域中单个像素的光谱偏振特性。 在成像光谱信息的基础上, 利用光的偏振性来对地物的物理特性进行分析。 本文使用斯托克斯分量来表征反射光的各个偏振分量, 使用线偏振度(DoLP)表征反射光偏振程度。 信号饱和度和阴影效应导致归一化植被指数(NDVI)植被密集程度非常低, 造成严重的反演误差, 然而强反射对线偏振度(DoLP)的影响不大。 研究结果表明, 反射辐射信号饱和时, 偏振效应可以通过适当的频带提高植被的反演精度, 平均NDVI的相对误差为33.8％, 而DoLP(670 nm)的相对误差仅为6.3％, 而其他波段的DoLP(555 nm, 864 nm)的相对误差要大很多。 这项研究结果表明, 在植被识别时可以忽略强反射, 然而, 阴影(弱反射)效应是不容忽视的。 FISS-P偏振成像光谱仪是用于计算具有不同反射强度的样品类型的偏振和非偏振参数的有效工具, 同时发现在识别植被时, 强烈的反射可以忽略不计, 但是植被的阴影(弱反射)效应不容忽视。 与非偏振方法相比, 偏振效应可以提高反射辐射信号饱和时的植被反演精度。 这项研究分析了使用偏振法强弱反射强度引起的误差减少。 为了进一步揭示植被的阴影(弱反射)效应与DoLP之间的关系, 还有一些问题需要解决。
线偏振度 场成像光谱仪系统 反射强度 Degree of linear polarization Field imaging spectrometer system NDVI NDVI Reflection intensity 光谱学与光谱分析
2018, 38(10): 3315
东华理工大学测绘工程学院, 江西 南昌 330013
反射强度信息是机载激光雷达(LiDAR)系统所获取数据的重要组成部分,利用反射强度信息提取道路点云的主要难点在于道路点云通常包含在地面点云中,而区分道路点云与非道路点云的反射强度阈值较难获取。针对该问题,提出了基于偏度平衡的道路点云提取算法,该算法可以自动、准确、无参地确定反射强度阈值,进而获取纯净的道路点云。分别采取位于我国山西省某地和德国某城市的两组LiDAR点云数据来检验该算法在不同地理环境下的有效性。实验结果表明所提算法简单有效,并且能够得到良好的道路点云提取结果。
遥感 激光雷达 反射强度 偏度平衡 道路点云 激光与光电子学进展
2018, 55(2): 022801
1 浙江农林大学省部共建亚热带森林培育国家重点实验室, 浙江 临安 311300
2 同济大学测绘与地理信息学院, 上海 200092
3 北京林业大学林学院, 北京 100083
影响地面三维激光扫描点云精度的因素有很多, 它们共同存在且交互影响, 研究各因素及其交互作用对点云数量、点云反射强度和点云标准偏差的影响有利于有效地提高地面点云精度。选择目标物的颜色、粗糙度、距离作为研究对象, 利用多因素方差分析法、多元线性回归分析法, 分析了各因素及其交互作用影响的显著性, 并拟合了点云标准偏差和点云反射强度的回归方程。研究结果表明：目标物距离对点云数量的影响较大, 5 m距离的点云数量约是30 m距离的40倍, 距离与点云数量成反比; 目标物颜色对点云反射强度的影响较大, 白色最大点云强度可达0.54, 而黑色只有0.18, 点云反射强度从大到小为白色、绿色、蓝色、红色、黑色; 目标物距离对地面三维激光扫描点云标准偏差影响最大, 30 m距离的点云标准偏差是5 m距离的3倍左右, 颜色次之, 粗糙度的影响不明显, 点云标准偏差与点云反射强度具有幂函数关系。
遥感 地面三维激光扫描仪 点云数量 点云反射强度 精度 激光与光电子学进展
2017, 54(9): 092801
从理论和实验两方面分析了玻璃微珠的回向反射特性,主要讨论了玻璃微珠的折射率和其反射层面积这两个因素对回向反射性能的影响. 研究结果表明,折射率增大, 折射率小于2时,回向反射性能逐渐增强, 相反, 在折射率大于2时, 回向反射性能减弱; 反射层面积的大小会影响入射光线的完整回向反射过程; 最后定义了有效回向反射角度, 并给出了玻璃微珠在激光照射下的二维回向反射光照度分布.
玻璃微珠 回向反射特性 回向反射强度
