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1 2 0个 以上波段 的数 据;

(2)C C D采用 了 半导体制冷技术 , 大大提 高了系统的信噪 比;

(3)利 用了良好 的人 机 界面 图形 用 户接 口GUI(GraphicalUserInterface)的优点 , 采用32位 C++编程 语言,使仪 器更 加 通用 化,操作 也更为方 便、简捷 . 另外 , P H I 成像仪经 过了严格而标准 的光谱定 标和辐 射定 标,为后续 的遥感定 量化 研究 提供 了准确 而又科 学 的依据 .

1 .

1 成像方式:PHI 系统 是典 型 的推帚 式 成像 . 其光 学 系统 如图1所示 . P H I系统 采用 了棱 镜和光栅组 做色散元 件. 系统 的主要技术指标 见表 1所列.

1 . 2仪器组成PHI 成像 仪系统 分为光学头 部、信号处理器 、 工 业控制计算机 、 电源几部 分. 其中,头部完成成像 、 色散、光电转换和模数转换 功能 , 信号 处理器接收头部 传 出的数 据对 其进行 处理 , 计算 机则 实现 记 录数据 和实时监控 的功 能. 另外 成像 仪还配 有GPS接 收系统和三轴稳定平 台 的接 口, 可 以获得 良好几 何 保真 度 的高光谱 图像 .

1 .

3 高速数据采集与记录系统高光谱数据 随着 应用 领域 的不 断扩 展,光谱波 段在红外 、 紫外等光谱 区内不断的增多 , 再 加上高 的 量化位数 和高 的空 间分 辨率 , 数据的传输 和记 录变 得越来 越 困难.目前 P HI系统采用 P C I ( P e r i p h e r a l C o mp o n e n t I n t e r c o n n e c t ) 总线 的数据 采集系统及 I DE 磁盘阵列记 录系统 . 采集 的大容量数据通过专用 的表1PHI系统 的主 要技 术 参数 Tabl e l M ai n t e c hn i c al par a m et er s o f t he PHI s ys t e m 图1光学 成像 系统 Fi g.

1 Th e op t i c a l s y s t e m o f PHI Len C C D F D A I D E磁 盘阵列适 配卡 , 将 数据 记 录在 2个IDE硬盘 组成 的硬盘 阵列 上,其记 录速 度 可达

8 MB / s以上 . 另外 在选 择硬盘 中考虑 到大多数硬盘采用 区域恒角 速度 ( Z C AV) 的技 术来 制造,该技术的利 用 虽然 大 大提 高了硬盘的容 量,但硬盘的数据 传输 率却 随盘 地址 的不 同而不 同. 特 别在 以磁 盘 阵列机 为存储 介质的高速数据实u , ~ i g录系统 中,这种影 响极 为明显. 实验 表明 P H I系统 如果 硬盘 上事先存储 大约

1 GB 左 右的数据 , 硬盘 在记 录 时速度 就会 比较 稳定 并达 到最 佳状 态. 另外缓 存容量 的大小对 数据传输率也有很大 的影响. 缓存 容量 小,单位 时间内的 I / O请示 次数将 增加系统 的辅助开销. 缓 存容量太大 , 若缓 冲一次 的数 据量 大于磁盘一次 读写操 作 的最 大量 , 则要发生失 连操 作,一旦发 生失 连,系统 的辅 助 开销就 会增 加. P HI系统缓存 容量采用 下式来计算 R =

1 .

9 9+1 .

2 5*B 一0 .

1 X B , (

1 ) 其中为数据传输 率(MB p s ) , B为缓存量 ( K B ) . 为 了更 好地满 足速 度要求 , 在软件 编写 中利用 了Mi c r o S o f t 开发的DirectX技术,利用DirectDraw来直接访问显示存 储器 和视 频存 储器,而无需 占用 C P U的处理 时间 , 这就 使得 这种 操作 并不 占用 硬件 I / O和写盘 的时间 , 有效地 减少 了系统 的辅助 开销 , 提高了数据采集 的速度 .

1 . 4信噪比分 析 仪器信 噪 比测 定:遥感 仪器 的信 噪 比是 仪器 的一个非常重要 的性 能指 标. 在 实验 室 内一般 采用 白板测试的方法. 即用一 个 均匀性 和 稳定性 都很 好的辐射源 ( 标准灯或 积分 球 的辐 射输出)照射 到一 个 比较 理想的朗伯体 白板 反射 面上 . 白板 的反 射输 出 直接对准仪器 的入射 口, 记 录下仪 器输 出的数值量. 保 持入射辐射恒定 的条件 下,持续测 量足够的次数. 最后将所有记 录下 来 的数据 求平 均 值和 均方 差. 两表2测定的PHI 信噪比Ta b l e