[科普中国]-多谱段扫描仪

简介基本组成

多谱段扫描仪主要由两个部分构成：机械扫描装置和分光装置。它是由扫描镜收集地面目标的电磁辐射，通过聚光系统把收集到的电磁辐射会聚成光束，然后，通过分光装置分成不同波长的电磁波，它们分别被一组探测器中的相对应的不同探测器所接收，经过信号放大，然后记录在磁带上，或通过电光转换后记录在胶片上。1

功能作用利用多谱段扫描仪可以记录地物在不同波段的信息，因此，不仅可以根据扫描影象的形态和结构识别地物，而且可以利用不同谱段的差别来区分地物，为遥感数据的分析与识别提供了非常有利的条件。它常用于收集农作物、植物、土壤、森林、地质、水文和环境监测等方面的遥感资料。

扫描仪设备（1）双通道红外扫描仪（HSIC）

航空遥感所探测的自然景物辐射光谱大部分位于8~14微米谱段。但是对于温度高的目标，如林火、活火山、热水流动区等，用3~5微米谱段成像时对比度较高。HISC型双通道红外扫描仪用锑化铟（InSb）探测元件接收热目标的3~5微米辐射，用碲镉汞（HgCdTe）元件接收8~14微米辐射，工作温度77K，液氮致冷。在探测林火的试验中从3000米高度扫描地面，0.1㎡大小的点状隐火和余火以及烟影像，可以和自然景物区分开来。

（2）6通道热红外扫描仪（HS3B）

为鉴别硅质岩石及某些含铀矿物的热红外谱段多光谱信息所设计的HS3B是具有6个通道的辐射定标装置，其中一个通道为8~14微米，6个通道是它的细分。它采用带有滤光片的线列阵探测器来实现分光谱接收。在2个参考黑体之间，具有8级灰阶的电压信号，可用于辐射图像的温度定量判读。

（3）6通道中红外细分光谱扫描仪（AMNIRS）

它由光机扫描头和电子系统组成。光学系统用四棱镜作扫描运动，入射光束经四方棱镜反射后成左右两束，经上下反射镜转折入射到抛物面主镜，会聚到6元硫化铅（PbS）探测器上，由滤光片实现分谱功能。前置放大器安装在扫描头中，电子系统完成对信号的模拟和数字处理，进行码流的格式变换，以数字量按标准ISO格式记录在计算机兼容磁带上。工作波段为2.0~2.5微米，划分为6个通道，峰值波长各为2.035，2.087，2.200，2.280和3.380微米；谱段带宽0.1微米。

（4）9通道多光谱扫描仪（DGP-1）

工作波段为0.40~12微米，划分为9个通道，包括可见光、近红外、中红外与热红外。景物辐射经45。扫描镜折入Dall—Kirkham式望远镜系统，分光系统采用多个视场光阑的结构形式，由3块分色片和棱镜分光计组成。在扫描头的两侧和上部，设置高、低温黑体板、校正灯和天空光3种参考源，用作辐射定标。天空光是在飞机顶部开孔后，由光导纤维通过准直透镜引入扫描仪的。探测元件有光电倍增管PMT，铅化锡（snPb）及碲镉（HgCdTe），工作温度为77K。2

相关设备多谱段摄影机对于同一地区，在同一瞬间提取多个波段摄像的摄影机称为多谱段摄影机。采用多谱段摄影的目的，是充分利用地物在不同光谱区有不同的反射特征，来增多获取目标的信息量，以便提高影像的判读和识别能力。

优劣比较多谱段扫描仪与多谱段摄影系统相比具有很多优点：2

①能收集到从紫外一直到热红外谱段的电磁波，通常是0.38~14纳米的波段；

②由旋转镜收集来的电磁波是在仪器内进行分光的，因而能够完全配准不同谱段的图像；

③所能分割的谱段数和谱长宽度比摄影系统来得灵活；

④所收集到的电磁波可以按所参考物体的数据进行校准而求得绝对值；

⑤用计算机兼容磁带记录时，便于用计算机处理图像，即使用模拟磁带记录，也便于将光谱信息数字化，制成计算机兼容磁带。