机载高光谱数据是如何获取的？

1 CASI/SASI成像光谱仪的实验室定标

针对测区的高光谱数据获取，拟定了密封舱作业方案，对密封舱数据采集窗口所使用的光学玻璃开展实验室光谱测试，经过实验，获取了光学玻璃的光谱传输特征参数，制定了新的定标文件，消除其影响。

在传感器运往测区进行航空测量之前，首先在实验室对ITRES成像光谱仪传感器定标，并最终生成* .rad和* .sad定标文件。定标包括以下四个方面(前三个是实际数据获取，最后一个是通过SpaRCal定标处理软件获取数据，生成* .rad和* .sad文件):

(1)传感器性能初始化定标，包括光传输曲线分析，确保对于人射辐射强度的改变，传感器响应为线性，并且保持最优的信噪比。

(2)光谱定标，通过对一-系列充气电灯进行成像，提供了每个阵列的像元中心波长标准点。

(3)辐射定标，使用积分球，在传感器辐射定标过程获取两种数据，分别为归一化数据和绝对数据。

(4)使用SpaRCal定标处理软件，生成* .sad和*.rad文件。

2 仪器设备与安装测试

根据研究区的海拔不同，选择合适的飞机机型，针对机型加工了安装面板，保证设备可以正常安装使用。

使用加拿大ITRES公司研制的CASI/SASI成像光谱测量系统获取工作区高空间分辨率高光谱数据，该系统的主要组成有CASISASI成像光谱仪、ICM中央控制器和一系列精确几何校正与辐射校正仪器， CASI/SASI成像光谱仪具体参数指标如下。

精确几何校正与辐射校正仪器设备包括以下部分。

(1) GPS设备:选择Maelan ProMARK500作为地面基站，飞机搭载 trimbleGPS接收机。

(2) INS设备: POS AV310和IMM定位惯导系统。

(3)三轴稳定平台: PAV30。

(4) ILs太阳辐照度测量仪器。

按照仅器安装规范。将搭载传感器的平台安装在奖状飞机上保证机下的摄影窗口满足教据获取要求，按照航空皮像光谱数据获取规范进行地面测试。

3 飞行计划及技术参数确定

考虑工作区当地时差和光谱测量需要的光照条件，飞行时间应为北京时间12：30到17: 00；考虑获取数据的信噪比，减少云、雾等天气条件影像，天气条件为晴，云量较低，能见度大于20km；机型为奖状；飞行高度选择在相对地面航高100～1500mm，根据地面与光谱分辨率要求，综合考虑地面海拔与飞机实际飞行海拔;作业飞行地速300～400km/h，根据传感器的积分时间与实际飞行速度限制设计；旁向重叠率为15%～20%，根据飞行旋偏最大距离、接图要求和实际作业效率，以及飞行天气与地形综综合考虑设计。

4 数据获取

数据获取主要为仪器校正试验飞行数据获取和测区数据获取。

选择机场作为试飞区，在机场附近10km2的范围内，布设EW向和SN向各3条航线，重叠率为40%。

通过对机场的试验飞行，获取高空间分辨率数据( CASI数据小于0.5 m ),利用ITRES公司提供的捆绑运算程序对传感器、GPS接收机和INS惯导系统进行精确位珞校准。在试飞区内尽量选择航带重叠范围内，做地面控制点，并采用差分GPS进行测量，最后将地面控制点与图像中与地面控制点对应的坐标输入仪器校正程序，最终得到仪器位路精确校准数据文件。

地面控制点选择的原则:尽量选择不同地物交界处，并且避免阴影和圆形拐弯处。

测区飞行工作方法:成像光谱仪在飞机上安装好后每次飞行之前都应该仔细检查所有连线，确保一切正常。

航空成像光谱仅数据获取方法:首先飞行员启动 飞机引擎，打开机上28V电源开关，工作人员检在硬盘锁是否锁住，启动POS AV系统，启动控制CASI/SASI的ⅠCM, 于POS AV软件，设置参数和记录文件名，开始纪录POS数据，将系统时间调到与GPS时间同步。

打开CASL.exe,检察HAL状态，载入波段设络文件(*.ccf) ，设珞积分时间和光圈并确认，开始显示图像(F5)，检察PPS、GPS和ILS数据是否有获取并确保它们的指示灯(LED)是绿色的，检查硬盘容量，等到快进入航线后开始纪录数据(F3)，出航线之后停止记录数据(F4)，然后用QuickLook软件回放数据确保数据正常。

打开SASL.exe,检察HAL状态，按下SASI传感器上绿色制冷按钮，当HAL状态栏上Temp CH3温度低于21 C以后再按下SASI传感器上蓝色制冷按钮，然后等到HAL状态栏上Temp Diode 1温度低于200K以后( HAL指示灯变绿)，设珞帧频和积分时间并确认，设路帧偏移量和显示波段，开始显示图像(F5)，检察PPS、GPS和ILS数据是否有获取并确保它们的指示灯(LED)是绿色的，检查硬盘容量，等到快进入航线后开始纪录数据(F3)，出航线之后停止记录数据(F4)，然后用QuickLook软件回放数据确保数据正常。当飞行结束之后，关闭CASI.exe ( Alt+Q)，然后先关掉SASI传感器上蓝色制冷按钮，再关掉绿色按钮，然后关闭SASL.exe ( Alt+Q),关掉CASI/SASI系统的CPM，关掉ICM面板上的电源开关，当飞机降落在固定点4min后结束POS数据记录，关闭其电源，关闭飞机上对成像光谱仪系统供电的28V电源，拔出硬盘和记录POS数据的闪存卡。