摘要:热带森林具有极为丰富的植物多样性,但其特征描述仍不完整,部分原因是现场评估的资源密集度。遥感技术可以提供有价值、经济高效、大规模的见解。本研究调查了机载激光雷达和成像光谱的结合使用,以在法属圭亚那的景观尺度上绘制树种图。使用线性判别分析 (LDA)、正则化判别分析 (RDA) 和逻辑回归 (LR) 为 20 个物种中的每一个开发了二元分类器。用短波红外 (SWIR) 波段补充可见光和近红外 (VNIR) 光谱带可将目标物种的平均分类准确率从 56.1% 提高到 79.6%。增加非焦点物种的数量会降低目标物种识别的成功率。只要使用适当的标准来调整阈值概率分配,分类性能就不会受到非焦点类别中的杂质率(分配类别之间的混淆)的显著影响(偏差高达 5%)。每个物种类别中有限的树冠数量(30 个树冠)足以有效地检索正确的标签。在 1.5 公顷的分辨率下,目标物种的总冠层面积与 118 公顷的基部面积密切相关,这表明该方法的操作应用具有现实的前景(六种主要商业树种的 R 2 = 0.75)。
成像光谱学作为一种新的地球遥感方法越来越受到关注。随着高光谱遥感器(包括机载和太空载)的出现,以及快速计算系统的高存储容量和用于存储和处理高光谱数据的先进软件,现在可以检测和量化各种地球资源材料(Goetz,2009 年)。作者和其他人(Goetz 等人,1985 年)提出的成像光谱法的原始定义是“获取数百个连续、已配准的光谱带中的图像,以便可以为每个像素导出辐射光谱”。高光谱传感器或成像光谱仪收集的独特数据既是一组空间连续的光谱,也是光谱连续的图像(Goetz 等人,1985 年)。高光谱遥感最早的应用之一是地质测绘及其在矿产勘探中的商业作用。 Staenz (2009) 记录了陆地成像光谱学的发展,该技术始于 20 世纪 70 年代末,由美国宇航局喷气推进实验室 (JPL) 和加拿大政府/私人合作伙伴(渔业和海洋部/Moniteq)共同开发,随后在美国开发了机载成像光谱仪 (AIS;Vane 和 Goetz,1988),在加拿大开发了荧光线成像仪 (FLI;Gower 等人,1987),并分别于 1983 年和 1984 年首次获取数据。这些活动促成了 1987 年第一台可见光和近红外
甲烷(CH 4)是第二大最丰富的人为温室气体,贡献了全球变暖。在过去20年中,其全球变暖潜力估计是二氧化碳(CO 2)的80倍。要获得碳排放量为零的全球净净值,重要的是监视和管理全球甲烷排放的点源。我们介绍了第一个称为纳尔沙(Narsha)的第一个韩国太空传播甲烷监测平台开发项目。与NARA太空技术,首尔国立大学的气候实验室以及韩国天文学和太空科学研究所合作,Narsha项目旨在在2026年之前开发和推出标准微卫星。微卫星系统,称为韩国甲烷监测微卫星(K3M),设计为与16U立方体标准兼容,并配备了两个光学有效载荷。主要有效载荷是在短波红外(SWIR)范围内运行的高光谱成像仪,光谱分辨率在弱甲烷吸收带(1625-1670 nm)内的光谱分辨率高于1 nm,地面采样距离(GSD)在500 km的高度下为30米。辅助有效载荷VIS/NIR相机与高光谱成像仪集成在一起,以识别其场景中的云。两个有效载荷在500公里的高度上具有大于10公里的宽度,从而实现了局部水平的监视。敏捷和精确的态度控制系统可以在任务过程中改善SNR。此外,车载处理能力和高速通信有助于传递大量的原始数据,对于检测和定量甲烷李子所必需。该提出的系统将作为LEO星座运行,以获得具有高空间和时间分辨率的全局甲烷点源数据。该数据将极大地有助于跟踪和量化全球甲烷排放,并制定一种用于全球变暖的策略。在这项研究中,我们介绍了Narsha项目,并概述了微卫星系统的设计和用于太空播甲烷监测的星座。
固体激光冷却是一项突破性技术,能够以微型方式将温度无振动冷却至 100 K。它似乎是一种很有前途的技术,可以提高未来观测卫星的性能,例如在 SWIR 和 NIR 领域。本文首次研究了在观测卫星上集成激光冷却器。我们的研究侧重于卫星有效载荷和平台级别的尺寸、重量和功率 (SWaP) 标准。其目标是评估在低地球轨道 (LEO) 红外观测任务中使用光学低温冷却器而不是机械低温冷却器的兴趣。提出了一种初步的空间激光冷却器 (LC) 架构。它由两部分组成。第一部分是冷却头,基于最先进的冷却晶体 10%Yb:YLF 和像散多通腔。第二部分是低温冷却器光电子学,基于耦合到冷却头的冗余激光二极管和光纤。考虑到红外探测器的热负荷和低温恒温器内的寄生热通量,估算了小焦平面的冷却功率。然后考虑到晶体效率、热链接损耗和光电效率,估算激光冷却器所需的光功率和电功率。假设一个为期 5 年的 LEO 微卫星任务,则对电力系统(PCDU、太阳能电池阵列、电池)和热控制系统(热管、散热器)进行尺寸计算。增加了额外的质量裕度以考虑机械支撑结构。最后,分别将有效载荷和平台的质量和体积相加,以获得卫星级别的 SWaP 平衡,代表激光冷却器的整体影响。在相同的任务和平台假设下,对微型脉冲管冷却器 (MPTC) 架构重复了该研究。最后,对这两种架构进行了比较。结果表明,即使激光冷却器的功率要求很高,质量和内部体积的减小也使得小型卫星有效载荷成为可能。
对妨碍遥感数据解释的因素的敏感性,如土壤背景、地貌、植物的非光合作用元素、大气、观看和照明几何(Huete 和 Justice 1999)最常用的指数是归一化差异植被指数(NDVI),由 Rouse 等人(1974 年)提出,计算为近红外和红光区域反射率差与和的商。由于叶片叶肉的散射,植物的绿色部分在近红外区域反射强烈,并通过叶绿素强烈吸收红光和蓝光(Ayala-Silva 和 Beyl 2005)。NDVI 指数最常用于确定栽培植物的状况、发育阶段和生物量以及预测其产量。 NDVI 已成为最常用的植被指数(Wallace 等人,2004 年;Calvao 和 Palmeirim,2004 年),人们做出了许多努力,旨在开发进一步的指数,以减少土壤背景和大气对光谱测量结果的影响。限制土壤对遥感植被数据影响的植被指数的一个例子是 Huete(1988 年)提出的 SAVI(土壤调节植被指数)。另一个是 VARI 指数(可见大气抗性指数)(Gitelson 等人,2002 年),它大大降低了大气的影响。还有更多的指标被开发出来,来考虑 NIR 和 SWIR 范围内的反射率差异,从而表明植物缺水:MSI(水分胁迫指数)(Rock 等人,1986 年)、LWCI(叶片水分含量指数)(Hunt 等人,1987 年)、WI(水分指数)(Panuelas 等人,1993 年)、GVMI(全球植被水分指数)(Ceccato 等人,2002 年)和 SIWSI(MidIR,G)(短波红外水分胁迫指数)(Fensholt 和 Sandholt,2003 年)。反过来,植被指数,如 CWSI(作物水分胁迫指数)(Jackson 等人,1981 年)、ST(地表温度)(Jackson,1986 年)、WDI(水分亏缺指数)(Moran 等人,1994 年)和 SI(胁迫指数)(Vidal 等人,1994 年)描述了水分胁迫与植物热特性之间的关系。表 1 列出了文献中报告的用于特定农业应用的植被指数示例。
计划委员会:Tayfun Akin,Mikro-Tasarim Elektronik San. ve Tic. AS(土耳其),中东技术大学(土耳其);Oguz Altun,ASELSAN AS(土耳其);Neil F. Baril,美国陆军 CCDC C5ISR Ctr. 夜视与电子传感器总局(美国);Eric Belhaire,泰雷兹公司(法国);Richard J. Blackwell,英国航宇系统公司(美国);Wolfgang A. Cabanski,AIM INFRAROT-MODULE GmbH(德国);John T. Caulfield,Cyan Systems, Inc.(美国);Leonard P. Chen,雷神技术公司(美国);Eric Costard,IRnova AB(瑞典);Michael T. Eismann,空军研究实验室(美国);Martin H. Ettenberg,普林斯顿红外技术公司(美国);Adam Greenen,Leonardo UK Ltd.(英国); Michael Groenert,美国陆军 CCDC C5ISR 中心夜视与电子传感器总局(美国);Sarath D. Gunapala,喷气推进实验室(美国);Charles M. Hanson,顾问(美国);Arjun Kar-Roy,Tower Semiconductor USA Inc.(美国);Michael W. Kelly,Anduril Industries, Inc.(美国);Young-Ho Kim,i3system, Inc.(韩国);Ethan JD Klem,SWIR Vision Systems(美国);Philip C. Klipstein,SCD SemiConductor Devices(以色列);John C. Liobe,Sensors Unlimited,柯林斯航空航天公司(美国);Whitney Mason,国防高级研究计划局(美国);Mario O. Münzberg,HENSOLDT Optronics GmbH(德国);Minh Nguyen,HRL Labs., LLC(美国); Shinpei Ogawa,三菱电机公司(日本);Tony J. Ragucci,Leonardo DRS(美国);Manijeh Razeghi,西北大学(美国);Donald A. Reago Jr.,美国陆军 CCDC C5ISR Ctr. 夜视与电子传感器理事会(美国);Charles J. Reyner,空军研究实验室(美国);Antoni Rogalski,Wojskowa Akademia Techniczna im. Jaroslawa Dabrowskiego(波兰);Laurent Rubaldo,Lynred(法国);Thomas R. Schimert,DRS Network & Imaging Systems, LLC(美国);Nansheng Tang,L3Harris Technologies, Inc.(美国);Christophe Vasse,Thales LAS France SAS(法国);Alexander Veprik,Cryo Tech Ltd.(以色列);Mike D. Walters,Teledyne FLIR LLC(美国)
MARS Express上的Omega光谱仪获得了对火星肢体的几种观察,这些观察仪仍未得到探索。在这里,我们根据火星大气灰尘的丰度和大小来探讨这些数据的信息内容。我们通过应用全球散射蒙特卡洛1D辐射转移代码来接近灰尘检索,以建模0.5 - 2.5μm光谱范围(VNIR和SWIR OMEGA通道),以使粉尘有效半径和数量密度变化在大约之间。8和50公里。 这是该方法第一次应用于欧米茄肢体数据。因此,我们仅介绍三个研究案例,其中水冰低于可检测性水平,以便将未来更广泛应用之前的方法论问题,假设和表现重点放在。 该模型完全包含多种散射效应,这些散射效应已知是导致在不同高度和表面上采用的肢体之间的耦合。 开发了表面反射率的延长的三维建模,形成了肢体光谱的表面晶体。 发现VNIR通道可用于降低辐射转移溶液的退化。 在15至30 km之间产生0.85±0.15μm(对应于模态半径〜0.3μm的模态R m m 〜0.3μm)的尘埃垂直分布,与全球循环模型(GCM)一致,但在模型中的模型预测中,与模型相比的一个级数相当一致,但与模型之间的模型(MC)相当吻合(GCMS),这是一个模型和MARS的clls clls clls clls clls clls clys的clains。8和50公里。这是该方法第一次应用于欧米茄肢体数据。因此,我们仅介绍三个研究案例,其中水冰低于可检测性水平,以便将未来更广泛应用之前的方法论问题,假设和表现重点放在。该模型完全包含多种散射效应,这些散射效应已知是导致在不同高度和表面上采用的肢体之间的耦合。开发了表面反射率的延长的三维建模,形成了肢体光谱的表面晶体。发现VNIR通道可用于降低辐射转移溶液的退化。在15至30 km之间产生0.85±0.15μm(对应于模态半径〜0.3μm的模态R m m 〜0.3μm)的尘埃垂直分布,与全球循环模型(GCM)一致,但在模型中的模型预测中,与模型相比的一个级数相当一致,但与模型之间的模型(MC)相当吻合(GCMS),这是一个模型和MARS的clls clls clls clls clls clls clys的clains。实际上与MCS数据达成了总体协议,在一种情况下,欧米茄退休的尘埃与Hellas Basin的当地风暴兼容。在火星气候数据库中没有很好地表示,该数据库提供了每月平均统计数据。我们的结果证明了欧米茄肢体数据在定量上有助于火星尘埃研究的能力,尽管需要在探测的光谱范围内准确地对多个散射进行准确模拟多个散射,但仍需要进行较复杂且缓慢的辐射转移计算方案。在整个Omega肢体数据集中,理想的检索方法的理想应用也有助于评估当地沙尘暴的发生,需要进一步的工作,旨在包括水冰气溶胶和可能的热发射。是使用蒙特卡洛建模方法对欧米茄肢体数据进行的首次尝试,这项工作代表了一种有用的基准测试,用于更快,虽然准确,但较不准确,辐射转移模型。
AW3D ALOS 世界 3D(近全球高度模型) AW3D30 点间距为 30 米的 AW3D(免费提供高度模型) CAP 共同农业政策(欧盟政策) CCD 电荷耦合器件 CMOS 互补金属氧化物半导体 CORINE 环境信息协调 CORS 连续运行参考站(用于精确 GNSS 定位) DInSAR 差分干涉合成孔径雷达 DSM 数字表面模型(可见表面高度) DTM 数字地形模型(裸地高度) EASA 欧洲航空安全局 EGNOS 欧洲地球静止导航叠加服务 FMC 前向运动补偿 FOV 视场 GCP 地面控制点 GDEM2 ASTER 全球数字高程模型(免费提供 DSM) GNSS 全球导航卫星系统(GPS、GLONASS、伽利略、北斗等) GSD 地面采样距离 HALE 高空长航时 ICAO 国际民用航空组织 InSAR 干涉合成孔径雷达 JRC 欧盟委员会联合研究中心 LiDAR 光探测与测距 - 也称为激光扫描仪 LOD 细节层次(用于城市地图细节) LPIS 地块信息系统 MEMS 微机电系统 - 用于姿态测定 Mpix 百万像素(传感器像素数) NDVI 归一化差异植被指数 NIR 近红外 OCS GE 大规模土地覆盖和土地利用数据库(大尺度太阳辐射职业) PPK 后处理 运动 GNSS
强场物理中许多有趣的实验都需要产生长波长激光脉冲[1-4]。最近,在 1 kHz 或更高重复率下工作的少周期、载波包络锁相、mJ 级短波红外 (SWIR,1.4-3 µ m) 激光器方面取得了进展,推动了水窗口 (282 至 533 eV) 中阿秒 X 射线源的开发[5]。利用中波红外 (MWIR,3-8 µ m) 驱动激光器已经证明了光谱截止超过 1 keV 的高次谐波产生[6]。3.5-5 µ m 大气透射窗口内的高峰值功率 (100 千兆瓦级) 脉冲能够通过克尔透镜效应在空气中自聚焦形成细丝[7,8];这种脉冲是国防应用的理想选择,因为它们可以以极高的精度和最小的衰减对目标造成最大伤害。由于在 MWIR 波长区域工作的增益介质有限,光参量啁啾脉冲放大(OPCPA)成为最佳方法。1 µ m 激光器泵浦的氧化物非线性晶体,如砷酸钛钾(KTA),能够在 3.9 µ m 波长下产生 30 mJ、80 fs、20 Hz 脉冲[9]。2 µ m 泵浦源使基本可能的上限转换效率翻倍,并且可以使用非线性度更大的非氧化物晶体,如 ZnGeP 2(ZGP),d 36 = 75 pm/V [10 – 12]。ZGP 的热导率为 36 W/(m·K),是 KTA 的 20 倍,对于高重复率/高平均功率操作至关重要。在用 1.94 µ m Tm:光纤激光器泵浦时,Ho:YLF 能够将 2 µ m 皮秒脉冲放大到几十毫焦耳[13-15]。Ho 3 +的 5 I 8 和 5 I 7 流形分别包含 13 个和 10 个能级,如图 1 所示[16]。2.05 µ m 脉冲的放大归因于模拟的上激光能级 N 2 (在 5153 cm − 1 处)和下激光能级 N 1 (在 276 cm − 1 处)之间的发射跃迁。由于基态 N 0 (在 0 cm − 1 处)和下激光能级之间的能量差很小,Ho:YLF 被认为是准三能级增益介质。如图 1 所示,相关激光能级的粒子数随温度而变化,因此 Ho:YLF 等准三能级放大器的增益在很大程度上取决于温度。高能皮秒 Ho:YLF 激光器通常基于啁啾脉冲放大 (CPA)。在产生超过 20 mJ 能量的 2 µ m 皮秒 CPA 激光器中,前置放大器的脉冲由功率放大器增强。最终输出能量由输入脉冲能量和增强器的增益决定。最近,在 2016 年 11 月 1 日展示了一种使用再生放大器和两级增强器放大输出 56 mJ 的 Ho:YLF CPA 系统。