合肥研究院在星上定標光譜儀在軌絕對輻射定標應用研究中獲進展

2021-01-08 中國科學院
合肥研究院在星上定標光譜儀在軌絕對輻射定標應用研究中獲進展

2020-12-30 合肥物質科學研究院

【字體：大 中 小】

語音播報

　　近日，中國科學院合肥物質科學研究院安徽光學精密機械研究所研究員張黎明團隊在海洋1C衛星星上定標光譜儀（Satellite Calibration Spectrometer，SCS）基於太陽漫反射板組件的絕對輻射定標應用研究中取得進展，相關研究成果以Onboard absolute radiometric calibration and validation of the satellite calibration spectrometer on HY-1C為題，發表在Optics Express上。

　　周期性星上絕對輻射定標是實現遙感觀測數據定量化應用的前提。SCS高光譜遙感器採用光柵分光的形式，獲取400納米~900納米波段、光譜解析度為5納米的101個通道的連續光譜圖像，作為輻射標準傳遞輻射計，對同平臺水溫水色掃描儀和海岸帶成像儀等其他遙感器進行周期性交叉輻射定標。

　　SCS可作為星上輻射標準傳遞輻射計的重要前提是具有較高的自定標精度。為此，研究人員為其設計了星上太陽漫射板光譜輻射定標組件。通過太陽衰減屏均勻衰減定標漫反射板面接收的光譜輻照度，使定標板出射光譜輻亮度與SCS工作觀測目標能量匹配，減小定標係數應用誤差；根據稀土漫反射板特徵吸收標準光譜曲線，進行星上光譜定標，確保光譜儀光譜響應函數模型的正確性；以穩定的太陽光作為參考光源，照明雙向反射分布函數（BRDF）已精確測出的定標漫反射板，形成均勻的光譜輻亮度。已知的星上參考輻射源為SCS提供星上定標工作標準，實現其星上絕對輻射定標。

　　在進行輻射標準傳遞應用之前，需對SCS星上定標精度進行驗證，與業內公認的高精度的TERRA MODIS（中解析度成像光譜儀）進行交叉定標比對。通過衛星「兩行報」對其軌道進行預測，選擇海洋、森林和沙漠等不同場景的交叉同目標觀測數據，對SCS輻射定標精度進行比對驗證。通過兩顆遙感器對相同地物目標反演，得到的等效表觀反射率絕對差值最大為0.0039，相對偏差最大為4.17%。

　　驗證結果表明，SCS在軌輻射定標達到了與MODIS相當的精度水平，研究人員研製的漫反射板星上光譜輻射定標組件可對SCS在軌光譜輻射響應特性變化進行高精度定標。作為輻射標準傳遞輻射計，SCS不僅可滿足對同平臺其他遙感器的高精度交叉定標要求，還可以應用於其他衛星平臺搭載的可見近紅外波段光學遙感器的交叉輻射定標，有利於提高我國光學遙感器整體定量化水平。

　　論文連結 

圖1.SCS星上光譜定標後的測量光譜與參考光譜

圖2.SCS星上定標組件光路示意圖

圖3.交叉驗證結果


　　近日，中國科學院合肥物質科學研究院安徽光學精密機械研究所研究員張黎明團隊在海洋1C衛星星上定標光譜儀（Satellite Calibration Spectrometer，SCS）基於太陽漫反射板組件的絕對輻射定標應用研究中取得進展，相關研究成果以Onboard absolute radiometric calibration and validation of the satellite calibration spectrometer on HY-1C為題，發表在Optics Express上。
　　周期性星上絕對輻射定標是實現遙感觀測數據定量化應用的前提。SCS高光譜遙感器採用光柵分光的形式，獲取400納米~900納米波段、光譜解析度為5納米的101個通道的連續光譜圖像，作為輻射標準傳遞輻射計，對同平臺水溫水色掃描儀和海岸帶成像儀等其他遙感器進行周期性交叉輻射定標。
　　SCS可作為星上輻射標準傳遞輻射計的重要前提是具有較高的自定標精度。為此，研究人員為其設計了星上太陽漫射板光譜輻射定標組件。通過太陽衰減屏均勻衰減定標漫反射板面接收的光譜輻照度，使定標板出射光譜輻亮度與SCS工作觀測目標能量匹配，減小定標係數應用誤差；根據稀土漫反射板特徵吸收標準光譜曲線，進行星上光譜定標，確保光譜儀光譜響應函數模型的正確性；以穩定的太陽光作為參考光源，照明雙向反射分布函數（BRDF）已精確測出的定標漫反射板，形成均勻的光譜輻亮度。已知的星上參考輻射源為SCS提供星上定標工作標準，實現其星上絕對輻射定標。
　　在進行輻射標準傳遞應用之前，需對SCS星上定標精度進行驗證，與業內公認的高精度的TERRA MODIS（中解析度成像光譜儀）進行交叉定標比對。通過衛星「兩行報」對其軌道進行預測，選擇海洋、森林和沙漠等不同場景的交叉同目標觀測數據，對SCS輻射定標精度進行比對驗證。通過兩顆遙感器對相同地物目標反演，得到的等效表觀反射率絕對差值最大為0.0039，相對偏差最大為4.17%。
　　驗證結果表明，SCS在軌輻射定標達到了與MODIS相當的精度水平，研究人員研製的漫反射板星上光譜輻射定標組件可對SCS在軌光譜輻射響應特性變化進行高精度定標。作為輻射標準傳遞輻射計，SCS不僅可滿足對同平臺其他遙感器的高精度交叉定標要求，還可以應用於其他衛星平臺搭載的可見近紅外波段光學遙感器的交叉輻射定標，有利於提高我國光學遙感器整體定量化水平。
　　論文連結 
　　圖1.SCS星上光譜定標後的測量光譜與參考光譜
　　圖2.SCS星上定標組件光路示意圖
　　圖3.交叉驗證結果
　　

列印 責任編輯：張芳丹

相關焦點

  • 我國研發「星上太陽漫射板光譜輻射定標組件」提供定標標準
    近日，安光所張黎明研究員團隊在海洋1C衛星星上定標光譜儀(Satellite Calibration Spectrometer，SCS)基於太陽漫反射板組件的絕對輻射定標應用研究方面取得新進展。周期性星上絕對輻射定標是實現遙感觀測數據定量化應用的前提。
  • 合肥研究院提出提升實驗室偏振定標精度方案
    近日，中國科學院合肥物質科學研究院安徽光學精密機械研究所光學遙感中心光電技術與工程研究室在多角度偏振成像儀（DPC）高精度實驗室偏振定標方法研究中取得新進展，相關研究成果以Polarization measurement accuracy analysis and improvement methods
  • 高分三號衛星海洋定標研究取得新進展
    近日，自然資源部國家海洋技術中心副研究員王賀作為第一作者，在國際學術期刊《應用地球觀測與遙感專題學報》上，發表了關於高分三號衛星海洋定標的論文，這是國際學術刊物上首次刊登對高分三號衛星海洋風場反演精度大幅改進的論文。2016年發射的高分三號衛星是我國首顆民用C波段多極化合成孔徑雷達衛星。
  • 合肥研究院生物體內自發性活性氧簇的檢測研究獲進展
    合肥研究院生物體內自發性活性氧簇的檢測研究獲進展 2016-03-30 合肥物質科學研究院 　　近期，中國科學院合肥物質科學研究院智能機械研究所研究員張忠平領導的研究團隊在細胞及生物體內自發性活性氧簇(Reactive Oxygen Species,以下簡稱ROS)的檢測方面取得新進展，並首次觀測到了新鮮傷口處釋放的羥基自由基。
  • 【科普閱讀】什麼是衛星輻射定標?
    衛星輻射定標外場試驗預計持續一個月，同時在甘肅省敦煌市和青海湖兩個輻射校正場觀測基地進行。　　什麼是衛星輻射定標？輻射定標的必要性以及外場試驗的方式方法等一系列問題讓讀者有所不解。近日，記者走進了這個試驗隊，一窺衛星輻射定標外場試驗的真面目。　　如同尺子上有度量標準、秤有計量標準一樣，衛星觀測需要有個精確的數據標準。
  • 氣象衛星:定標定位更加精準 支撐作用效益凸顯
    在氣象現代化的大潮中，我國「風雲」系列氣象衛星，資料定標、定位水平顯著提高，定量產品取得了顯著效益，定量應用支撐作用愈加顯著。目前，我國在軌靜止氣象衛星4顆、極軌氣象衛星4顆，在防災減災、應對氣候變化、數值預報、農業與生態監測、全球災害事件監測和空間天氣監測等方面發揮著重要作用。
  • 合肥研究院在肉桂醛選擇性加氫轉化研究中獲進展
    近期，中國科學院合肥物質科學研究院固體物理研究所納米材料與器件技術研究部-環境與能源納米材料中心張海民課題組在肉桂醛選擇性加氫催化轉化研究中獲進展。通過構築具有高催化活性、選擇性及穩定性的Fe-Co合金催化劑，實現肉桂醛的高效催化轉化。
  • 合肥研究院在大氣黑碳氣溶膠光化學老化的光吸收增強研究中取得進展
    合肥研究院在大氣黑碳氣溶膠光化學老化的光吸收增強研究中取得進展 2018-12-24 合肥物質科學研究院 研究方面取得新進展，相關研究成果以The influence
  • 合肥研究院在提升有序Double Half-Heusler熱電性能研究中獲進展
    合肥研究院在提升有序Double Half-Heusler熱電性能研究中獲進展 2020-11-26 合肥物質科學研究院 　　近期，中國科學院合肥物質科學研究院固體物理研究所研究員張永勝課題組在提升有序Double Half-Heusler（DHH）熱電性能研究中取得進展，相關研究為後續實驗提供新的研究體系，也為提升半休氏勒合金（Half-Heusler，HH）的熱電性能提供新思路。
  • 合肥研究院等在太赫茲自由電子雷射裝置應用研究中獲進展
    據麥姆斯諮詢報導，近期，中國科學院合肥物質科學研究院固體物理研究所計算物理與量子材料研究部徐文課題組與中國工程物理研究院合作，應用太赫茲自由電子雷射裝置（CTFEL）裝置，開展電子材料的太赫茲動力學特性研究，相關研究成果以Picosecond terahertz pump-probe realized from Chinese terahertz free-electron laser為題，發表在
  • 紅外成像光譜儀為嫦娥四號探測與研究保駕護航—新聞—科學網
    （來源：中科院上海技術物理研究所） 「嫦娥四號探測器擬著陸於月球背面的艾特肯盆地，在多臺科學有效載荷中，紅外成像光譜儀是唯一一臺服務於月球礦物組成探測與研究的科學儀器，將獲取毫米級空間解析度的月壤高光譜圖像及紅外光譜數據。」
  • 武漢大學「珞珈一號01星」項目獲測繪科學技術特等獎
    會上，測繪遙感信息工程國家重點實驗室李德仁院士團隊主持完成的「珞珈一號01星設計與數據處理關鍵技術」項目獲測繪科學技術特等獎。除了獲1項特等獎外，由國家衛星定位系統工程技術研究中心姜衛平教授團隊主持完成的「我國衛星導航定位基準站網建立關鍵技術及推廣應用」項目和測繪學院徐亞明教授團隊主持完成的「核電站建構築物遠程外觀缺陷檢測系統研發」項目獲一等獎。珞珈一號01星是全球首顆兼具遙感和導航增強功能的低軌科學實驗衛星。
  • 中科院合肥研究院響應性聚合物柔性能量轉換器研究獲系列進展
    中科院合肥研究院響應性聚合物柔性能量轉換器研究獲系列進展   中國科學院合肥物質科學研究院安徽光學精密機械研究所雷射技術中心研究員方曉東課題組和中國科學技術大學化學與材料科學學院教授馬明明課題組合作，利用響應性聚合物，設計了溼度驅動並且磁場控制運動方向的柔性「牽引機」，相關研究工作以Magnetically directed soft actuators driven by moisture為題發表在Journal of
  • 合肥研究院高性能紫外光探測器研究取得進展
    合肥研究院高性能紫外光探測器研究取得進展 2017-09-07 合肥物質科學研究院 【字體：>　　近期，中國科學院合肥物質科學研究院固體物理研究所研究員李廣海課題組在高性能紫外光探測薄膜器件研究方面取得進展，相關結果發表在ACS Applied Materials & Interfaces上，並申請國家發明專利2件。
  • 合肥研究院在二氧化釩紅外調控研究中取得進展
    近期，中國科學院合肥物質科學研究院固體物理研究所納米室研究人員在熱致相變二氧化釩納米材料的紅外調控研究中取得新進展。通過將二氧化釩與透明導電材料複合，實現了對紅外光透過率的主動和動態調控。該項研究成果可望在開關器件、紅外防偽和紅外隱身等方面獲得應用。
  • 合肥研究院在共振磁擾動下高能離子損失模擬研究中獲進展
    近日，中國科學院合肥物質科學研究院等離子體物理所EAST大科學工程團隊研究員孫有文課題組的博士何開洋在共振磁擾動（RMP）下高能離子損失模擬研究中取得新進展，自主開發全軌道模擬程序結果以Full-orbit simulation of fast ion loss under resonant
  • 合肥研究院線粒體蛋白跨膜轉運研究獲進展
    近期，中國科學院合肥物質科學研究院強磁場中心王俊峰、周數研究團隊在線粒體蛋白跨膜轉運研究中取得進展，利用液體核磁共振技術，在國際上首次解析出酵母線粒體內膜Tim23通道蛋白與其底物肽段的複合物三維空間結構。
  • 合肥研究院在金屬團簇研究中取得進展
    合肥研究院在金屬團簇研究中取得進展 2016-09-14 合肥物質科學研究院 【字體：然而，金屬納米糰簇的研究也存在很多困難和挑戰（如精準合成、結構解析等）。應對這些問題和挑戰，中國科學院合肥物質科學研究院固體物理研究所研究員伍志鯤課題組進行了不懈努力。繼揭示金納米糰簇中存在像有機分子一樣的「同分異構」現象(Nature Commun.
  • 合肥研究院農田活性氮氧化物交換通量研究獲進展
    近期，中國科學院合肥物質科學研究院安徽光學精密機械研究所研究員謝品華課題組在農田HONO和NOx交換通量研究中取得進展，相關研究成果發表在Science of the Total Environment上。HONO作為OH自由基的前體物，在大氣中扮演著重要角色，因其對臭氧和光化學煙霧形成的促進作用而引起關注。