成像光谱仪在空间科学中的应用

　　国际光学工程学会(SPIE)于1995年4月在佛罗里达州Orlando举行成像光谱学术交流会，会议论文发表在Proc.ofSPIE第2480卷上。论文集分三部分，第一部分追溯了成像光谱技术发展历史和进展;第二部分是它的应用;第三部分是超多光谱成像技术。本文重点阐述它的应用。

　　1.几种成像光谱仪及其观测任务

　　成像光谱仪主要任务是探索宇宙和对行星表面的化学物理特性进行系统分析。

        (1)TRwIS班型超多光谱成像仪

第一台空间超多光谱成像仪计划在1996年发射。TRw公司制造的成像光谱仪的飞行轨道高度523km。TRWIS皿型成像光谱仪是继TRW成像光谱仪之后为空间飞行器设计的成像光谱仪系列。

　　TRWISI型成像光谱仪工作波长从可见一近红外一短波红外，共用384个光谱通道(覆盖波长范围大于0.3~2.5μm)。超多光谱成像光谱仪有384个通道，工作波长范围0.4~2.4μm，并且可以任意组合方式选择。

　　短波红外焦面控测器选择了256像元的HgCdTe阵列，对地观测时一个像元尺寸对应被观测地面30m。在用线阵进行推扫式观测时，扫过的地面幅宽7.68km。超多光谱成像仪也具有一个用CCD作为探测器的全色可见通道(0.45一0.75μm)。每个像元对应被观测地面sm，推扫地面幅宽13Okm。成像光谱仪用太阳和装在飞行仪器中的标定源标定，绝对辐射测量精度好于6%。

　　(2)MODIS一中等分辨率成像光谱仪

　　计划与地面观测系统一起发射，它具有多光谱观测能力，可对陆地、海洋和大气特征进行探测，用36个波段对可见、近红外和热红外进行选择性光谱采样，地面分辨率为250一10O0m。超过NOOA环境卫星上的先进的高分辨率辐射计的分辨率。

　　MODIS正在进行样机试制，计划在1998年发射，飞行轨道高度705km，重复观测周期为16天。

　　MODIS有36个波段，覆盖的波长范围0.4~14μm。其中19个波段观测被反射的太阳辐射;17个波段观测热辐射，观测的目标包括植被、雪、云、海洋、对流层特征、卷云、水蒸气、火山喷发物以及森林火灾。

　　(3)VIMS一V高分辨率成像光谱仪:

　　此成像光谱仪是为意大利空间局设计的，它将对行星表面进行探测，工作波长范围为300一1050nm，其功能是详查土星的卫星表面的植被和矿物，通过识别化学成份研究土星9个卫星之一—泰坦卫星(Titan)云结构和雾状层，以及探索闪光和对其进行光谱分析。

　　通过成像光谱分析能够完成表面结构的空间识别或大气结构随时间一空间的变化。Ti怕n的大气数据将与OffieineGJileo公司制的大气探测器获得的数据作比较。