【摘 要】
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近年来,受全球气候变化及人类活动的双重影响,森林火灾的发生次数和波及范围都明显上升,不仅破坏森林结构、引发自然灾害,还会影响社会安定。由于火灾常发生在偏远地区,卫星遥感监测具有大面积低成本的优势,采用高光谱技术,可以在监测火灾的同时研究森林树木燃烧排放的化学成分。本文从监测森林火灾应用需求出发,研究和设计适于微小卫星平台的低成本非制冷型热红外高光谱成像系统。首先通过综述介绍天基遥感监测森林火灾和热
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近年来,受全球气候变化及人类活动的双重影响,森林火灾的发生次数和波及范围都明显上升,不仅破坏森林结构、引发自然灾害,还会影响社会安定。由于火灾常发生在偏远地区,卫星遥感监测具有大面积低成本的优势,采用高光谱技术,可以在监测火灾的同时研究森林树木燃烧排放的化学成分。本文从监测森林火灾应用需求出发,研究和设计适于微小卫星平台的低成本非制冷型热红外高光谱成像系统。首先通过综述介绍天基遥感监测森林火灾和热红外高光谱成像仪的发展现状,指出当前火灾燃烧释放化学物质探测能力不够,难以对火灾的发生精准把握的问题。然后,从森林火灾的目标特性和遥感监测森林火灾的原理出发,选用低成本非制冷型红外探测器,依据卫星平台的轨道高度,火灾探测所需要达到的空间分辨率、时间分辨率、光谱分辨率和信噪比需求,确定高光谱探测火灾的光学系统指标参数。根据指标和光学系统小型化要求,确定了光学系统的结构型式,基于逆卡塞格林前置物镜和Dyson分光装架设计了中长波红外双波段的高光谱成像系统,中波红外与长波红外共用同一个光学系统,结构紧凑。最后,对系统进行公差的分析与制定、机械结构设计、杂散光分析,公差分配结果符合实际加工要求,空间维和光谱维杂光系数小,但自身热辐射需要进一步通过算法来提取。
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