(44-1) 02 * << * >> * Русский * English * Содержание * Все выпуски

Моделирование формирования изображения космическим гиперспектрометром по схеме Оффнера

А.А. Расторгуев1, С.И.  Харитонов2,3, Н.Л. Казанский2,3

1 Акционерное общество «Ракетно-космический центр «Прогресс», Самара, Россия,

2 ИСОИ РАН – филиал ФНИЦ «Кристаллография и фотоника» РАН,
443001, Россия, г. Самара, ул. Молодогвардейская, д. 151,
3 Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва,
443086, Россия, г. Самара, Московское шоссе, д. 34

 PDF, 1107 kB

DOI: 10.18287/2412-6179-CO-644

Страницы: 12-21.

Аннотация:
В настоящей работе разработана математическая модель формирования изображения, которая позволяет создавать прогнозное гиперспектральное изображение. Модель учитывает формирование оптического изображения с помощью матричного фотоприёмника. В работе приведено численное моделирование формирования гиперспектрального изображения, проведены оценки пространственного, спектрального разрешения, а также адекватности полученных результатов.

Ключевые слова:
бортовой гиперспектрометр, формирование изображения, схема Оффнера, матричный фотоприёмник, разрешающая способность, численное моделирование.

Цитирование:
Расторгуев, А.А. Моделирование формирования изображения космическим гиперспектрометром по схеме Оффнера / А.А. Расторгуев, С.И. Харитонов, Н.Л. Казанский // Компьютерная оптика. – 2020. – Т. 44, № 1. – С. 12-21. – DOI: 10.18287/2412-6179-CO-644.

Благодарности:
Работа выполнена при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ в рамках выполнения работ по Государственному заданию ФНИЦ «Кристаллография и фотоника» РАН (соглашение № 007-ГЗ/Ч3363/26).

Литература:
  1. Остриков, В.Н. Имитационная оценка потенциальных возможностей гиперспектральной съёмки бортовой аппаратурой малого космического аппарата // В.Н. Остриков, О.В. Плахотников, К.М. Шулика // Механика, управление и информатика (см. в книгах). – 2012. – № 2(8). – С. 21-25.
  2. Хименко, В.И. Анализ информативных признаков в задачах обработки данных аэрокосмического мониторинга // В.И. Хименко, М.Ю. Охтилев, А.А. Ключарев, В.А. Матьяш // Информационно-управляющие системы. – 2017. – № 2(87). – С. 2-12.
  3. Козинов, И.А. Формирование и обработка гиперспектральных изображений в оптико-электронных системах дистанционного зондирования Земли // И.А. Козинов, Г.Н. Мальцев // Оптика и спектроскопия. – 2016. – Т. 121, № 6. – С. 1005-1019.
  4. Макарецкий, Е.А. Моделирование процесса формирования гиперспектрального изображения // Е.А. Макарецкий, А.В. Овчинников, А.В. Гублин, С.Л. Погорельский, В.М. Понятский // Распознавание – 2018 (сборник трудов конференции). – 2018. – С. 160-162.
  5. Селин, В.А. Оценка функциональных ожиданий тематических потребителей от оптических КСДЗЗ среднего разрешения // В.А. Селин, А.А. Емельянов, О.С. Сизов, К.С. Емельянов, А.В. Борисов // Исследование земли из космоса. – 2019. – № 5. – С. 89-98.
  6. Артюхина, Н.К. Особенности построения видеоспектрометров дистанционного зондирования земли из космоса // Н.К. Артюхина, М.Н. Котов // Приборы и методы измерений. – 2010. – № 1(1). –С. 56-62.
  7. Mouroulis, P. Optical design of a compact imaging spectrometer for planetary mineralogy / P. Mouroulis, R.G. Sellar, D.W. Wilson // Optical Engineering. – 2007. – Vol. 46, Issue 6. – 063001.
  8. Prieto-Blanco, X. The Offner imaging spectrometer in quadrature / X. Prieto-Blanco, C. Montero-Orille, H. González-Nuñez, M.D. Mouriz, E.L. Lago, R. de la Fuente // Optics Express. – 2010. – Vol. 18 – P. 12756-12769.
  9. Lee, J.H. Optical design of a compact imaging spectrometer for STSAT3 / J.H. Lee, T.S. Jang, H.-S. Yang, S.-W. Rhee // Journal of the Optical Society of Korea. – 2008. – Vol. 12, Issue 4. – P. 262-268.
  10. Казанский, Н.Л. Моделирование работы гиперспектрометра, основанного на схеме Оффнера в рамках геометрической оптики / Н.Л. Казанский, С.И. Харитонов, С.И. Карсаков, С.Н. Хонина // Компьютерная оптика. – 2014. – Т. 38, № 2. – С. 271-280.
  11. Досколович, Л.Л. О коррекции эффекта перекрытия дифракционных порядков в спектрометре на основе схемы Оффнера / Л.Л. Досколович, Е.А. Безус, Д.А. Быков // Компьютерная оптика. – 2014. – Т. 38, № 4. – С. 777-781.
  12. Казанский, Н.Л. Моделирование работы космического гиперспектрометра, основанного на схеме Оффнера / Н.Л. Казанский, С.И. Харитонов, Л.Л. Досколович, А.В. Павельев // Компьютерная оптика. – 2015. – Т. 39, № 1. – С. 70-76. – DOI: 10.18287/0134-2452-2015-39-1-70-76.
  13. Карпеев, С.В. Исследование дифракционной решётки на выпуклой поверхности как диспергирующего элемента / С.В. Карпеев, С.Н. Хонина, С.И. Харитонов // Компьютерная оптика. – 2015. – Т. 39, № 2. – С. 211-217. – DOI: 10.18287/0134-2452-2015-39-2-211-217.
  14. Карпеев, С.В. Юстировка и исследование макетного образца гиперспектрометра по схеме Оффнера / С.В. Карпеев, С.Н. Хонина, А.Р. Мурдагулов, М.В. Петров // Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение. – 2016. – Т. 15, № 1. – C. 197-206. – DOI: 10.18287/2412-7329-2016-15-1-197-206.
  15. Подлипнов, В.В. Калибровка изображающего гиперспектрометра / В.В. Подлипнов, Р.В. Скиданов // Компьютерная оптика. – 2017. – Т. 41, № 6. – С. 869-874. – DOI: 10.18287/2412-6179-2017-41-6-869-874.
  16. Расторгуев, А.А. Моделирование распределения освещённости в плоскости регистратора космического гиперспектрометра, основанного на схеме Оффнера / А.А. Расторгуев, С.И. Харитонов, Н.Л. Казанский // Компьютерная оптика. – 2017. – Т. 41, № 3. – С. 399-405. – DOI: 10.18287/2412-6179-2017-41-3-399-405.
  17. Расторгуев, А.А. Моделирование допустимых погрешностей расположения оптических элементов для космического гиперспектрометра, проектируемого по схеме Оффнера / А.А. Расторгуев, С.И. Харитонов, Н.Л. Казанский // Компьютерная оптика. – 2018. – Т. 42, № 3. – С. 424-431. – DOI: 10.18287/2412-6179-2018-42-3-424-431.
  18. Техническая оптика / Г.Шрёдер, Х. Трайбер; пер. с нем. Р.Е. Ильинского. – М.: Техносфера, 2006. – 258 с.
  19. Проектирование оптических систем / Р. Шеннон, Дж. Вайант; пер. с англ. под ред. И.В. Пейсахсона. – М.: Мир, 1983. – 432 с.
  20. Цифровая обработка изображений / Р. Гонсалес, Р. Вудс; пер. с англ. под ред. П.А. Чочиа. – М: Техносфера, 2005. – 1072 с.
  21. Гужов, В.И. Дискретизация изображений в реальных системах с помощью обобщённых функций / В.И. Гужов, И.О. Марченко, Д.С. Хайдуков, С.П. Ильиных // Автоматика и программная инженерия. – 2016. – № 4(18). – C. 45-52.
  22. CMV 2000 Datasheet [Electronical Resource]. – 2019. – URL: https://ams.com/cmos-imaging-sensors (request date 26.05.2019).
  23. MT9M413C36STC Datasheet [Electronical Resource]. – 2019. – URL: https://www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/97416/MICRON/MT9M413C36STC.html (request date 26.05.2019).
  24. ENVI [Electronical Resource]. – 2019. – URL: https://www.harrisgeospatial.com/Software-Technology/ENVI (request date 26.05.2019).
  25. Батраков, А.С. Математическая модель для прогнозирования линейного разрешения космических оптико-электронных систем дистанционного зондирования / А.С. Батраков, А.Б. Анатольев // Оптический журнал. – 2000. – Т. 67, № 7. – С. 92-99.

© 2009, IPSI RAS
Россия, 443001, Самара, ул. Молодогвардейская, 151; электронная почта: ko@smr.ru ; тел: +7 (846) 242-41-24 (ответственный секретарь), +7 (846) 332-56-22 (технический редактор), факс: +7 (846) 332-56-20