干涉成像光谱技术的研究现状

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干涉成像光谱技术的发展起源于干涉光谱学的发展。1880年，迈克尔逊发明了以他的名字来命名的干涉仪，为早期的干涉仪提供了原型，由于这类仪器均有一套高精度的动镜驱动系统，所以称之为时间调制干涉成像光谱仪。后来瑞利首先认识到从干涉仪中所得到的干涉图是可以通过傅里叶变换而得到其光谱的，即干涉图与光谱之间存在着一种对称的关系，通过傅里叶变换的数学运算可以将他们对应起来，这一对称原理成为了干涉光谱技术的产生及其发展的起点。60125

干涉光谱仪的基本原理是利用干涉图和光谱图之间的对应关系，通过测量获取干涉图和对干涉图进行傅里叶积分变换的方法来测定和研究光谱图。

瑞利是最早发现用傅里叶积分变换[1]的数学运算把干涉图与辐射光的光谱联系起来的。Rubens等曾在20世纪初利用双光束干涉仪第一次实现了干涉图的准确的实验测量，他们还把假定的光谱分布计算得到的干涉图和实验测得的光谱图进行了对比。

虽然干涉光谱技术理论基础从迈克尔逊时期便开始了，但其真正发展起来是在20世纪50年代之后，特别是能够将傅里叶变换同干涉图结合起来所需要的计算机技术的发展，使得干涉光谱技术取得突破性的进展。英国的Peter Fellgett在1949年第一次真正的对干涉图进行傅里叶积分数值变换计算获得了光谱图，并在实验的基础上指出。干涉型光谱仪对所有谱段的测量都是同时进行的，所以与色散型光谱仪相比具有多通道[2]的优点。

在20世纪60年代中期，随着快速傅里叶变换FFT算法[3]的发明，傅里叶变换光谱学迎来了第二次质的飞跃。之前采用的常规傅里叶变换运算，要完成一个分辨率要求较高的变换光谱运算，即使是采用大型计算机也需要花费好几个小时的时间，这低效的算法极大地制约了傅里叶变换光谱学方法的使用范围。为了减小运算所用的时间，人们发明了快速傅里叶变换FFT算法，从而大大减少运算量，极大地提高了运算的效率，只需几分钟即可完成原来长达几小时的变换运算。近年来由于计算机的发展和普及以及计算机技术的不断发展，为傅里叶变换光谱学及干涉成像光谱技术的研究与发展奠定了基础，开辟了广阔的应用前景。论文网

结合了干涉光谱技术和成像技术的干涉成像光谱技术是一种将光学、光谱学、精密机械、电子技术、图像处理以及计算机技术融合为一体的新型遥感技术，将当代多光谱遥感技术带到了最前沿。

美国喷气推进实验室、夏威夷大学、佛罗里达工学院、密歇根大学、华盛顿大学等单位首先将无动镜干涉光谱原理引入成像光谱技术，其它国家包括法国等也有对此技术的报道。美国于2000年发射的强力小卫星,搭载4项新技术，其中傅里叶变换超光谱成像仪即采用了空间调制干涉成像光谱仪。研究单位声称这是世界上第一台真正用于航天遥感的超光谱成像仪。由于其性能优越，将有望成为21世纪航天超光谱遥感的主要光学仪器。

我国对成像光谱技术的研究虽然起步较晚，但发展速度较快。在干涉成像光谱仪中，最为有代表性的是2007年发射的我国首次探月工程“嫦娥一号”卫星八大有效载荷之一的空间调制干涉成像光谱仪，以及2008年发射的我国环境与灾害监测小卫星A星所搭载的有效载荷超光谱成像仪。二者的基本原理相同，不过因探测目标和需求不同，其设计指标和参数不同。二者有多项技术突破，填补了我国成像光谱仪星载探测的空白，使我国在干涉成像光谱技术研究方面处于国际领先行列，达到了国际先进水平。