[发明专利]一种可实现图谱及结构信息集成探测的遥感成像系统

说明书

一种可实现图谱及结构信息集成探测的遥感成像系统，该发明可对目标的图像、光谱及三维结构信息集成探测；该系统主要包括反射式准直光学系统、结构光扫描机构、分色片、前置偏振片、声光可调谐滤波器、后置偏振片、后置成像镜头、面阵探测器及主控系统。该系统具有三个成像通道，分别是红外光谱成像通道、可见光光谱成像通道及全色/结构光成像通道。由于采用共光路光学结构，该系统的三个通道分别获取的红外光谱图像、可见光光谱图像及全色/结构图像具有良好的匹配性。本发明为建立目标真实模型及遥感基础理论研究提供了新型数据源，促进了遥感定量化水平的提高。

所属技术领域

本发明涉及一种可实现图谱及结构信息集成探测的遥感成像系统，属于高光谱遥感及三维结构测量领域，该系统可对目标的图像信息、光谱信息及三维结构信息进行集成探测，为遥感基础理论研究提供新型数据源。

背景技术

实现遥感的定量化，必须解决高精度遥感辐射传输模拟与建模、遥感数据和信息的尺度变换、遥感数据与产品的真实性检验等重要科学与技术问题。这些科学问题的解决亟需新型的多参量、多信息集成探测的高精度遥感仪器。如：采用植被真实结构模型进行辐射传输正向建模具有精度高、不受植被种类限制等特点，但其需要对植被信息进行全面探测，包括：全色图像探测、光谱探测、三维结构探测。全色图像探测可获取高信噪比图像、目标细节信息，光谱探测可获取植被冠层光谱反射率信息，三维结构探测可获取植被叶面积指数、叶倾角等结构信息。

声光可调谐滤波器是一种基于声光互作用分光器件，通过射频信号驱动压电换能器发出超声波，使入射光线的某一窄带光波发生衍射，实现单色光成像。通过改变射频信号频率，可在不同时刻获得不同波段的光谱图像，实现光谱成像的目的。该方法具有快速任意切换波段、完全电控、没有运动部件、不同波段可配置等特点，在近地光谱探测中有广泛的应用。

在三维结构探测中，主动式三维视觉测量系统更加容易获得高密度、高精度的点云数据。其中，结构光测距系统，通过振镜摆动实现激光在探测视场内的扫描，进行目标三维结构探测，该方法能量高，可满足野外工作需求，且振镜扫描速度快，可提高探测效率。

目前，对于地物的光谱探测与三维结构探测都已较为成熟，但是两种信息的获取是完全分开的过程。光谱和结构测量采用不同仪器，不能保证光谱数据和结构数据的精确配准和一致性，引入很大的测量误差，增加了地物建模和验证的不确定性。

发明内容

本发明的技术解决的问题是：根据声光可调谐滤波器的原理特点，结合结构光三维测量系统，提出了一种可同步获取目标的图像、光谱及三维结构信息的集成探测系统，为定量遥感工作提供图像、光谱及三维结构信息精确匹配的新型数据。

本发明的技术解决方案是：一种可实现图谱及结构信息集成探测的遥感成像系统，其包括：

反射式准直光学系统：位于系统的最前端，采用离轴反射式结构，实现入射光线的准直及压缩视场角的目的，以满足红外声光可调谐滤波器及可见光声光可调谐滤波器的角孔径要求；

结构光扫描机构：由激光器和振镜组成，激光器发出的光束经振镜反射后与系统光轴呈一定夹角，并通过振镜的摆动，实现激光光束在系统探测视场内的扫描；

分色片：位于反射式准直光学系统之后，用于将入射光束分为红外波段与可见光波段两部分；