Экспериментальное сравнение видеоспектрометров с различными типами полихроматоров

В настоящее время одним из основных направлений развития аэрокосмических средств оптического диапазона является видеоспектральная (гиперспектральная) съёмка, позволяющая регистрировать уходящее излучение объектов земной поверхности с высоким пространственным и спектральным разрешением. За рубежом видеоспектрометры активно разрабатываются с начала 80-х гг. прошлого века и сейчас известно более сорока модификаций только для авианосителей. В нашей стране активный интерес к этим приборам проявился в последнее десятилетие, о чём, в частности, свидетельствуют материалы конференции «Гиперспектральные приборы и технологии», проводившейся на базе Красногорского завода им. С.А. Зверева 17-18 января 2013 года. Однако, большинство разрабатываемых в РФ приборов видимого-ближнего ИК диапазона 0.4-1.0 мкм построены по схеме с полихроматором на призме, что даёт переменное спектральное разрешение – от 1.5 нм в фиолетовой части спектра до 10 нм в ближнем ИК диапазоне. С точки зрения конечного потребителя этот недостаток является принципиальным и не компенсируется достоинствами призменных приборов – большей светосилой и простотой изготовления. Красный-ближний ИК участок спектра 0.6-1.0 мкм является важнейшим для диагностики и дифференциации растительности по положению и крутизне «красного края» вблизи 700 нм и высоте «ИК-плато» 700-900 нм. Ухудшение детальности спектральных кривых и увеличение «спектральной ширины» монохромных изображений в диапазоне 600-900 нм существенно ограничивает возможности решения прикладных тематических задач. Это подтверждается экспериментальным сравнением в лётных и полевых исследованиях видеоспектрометров СПбУИТМО (на дифракционной решётке с постоянным разрешением по спектру) и ЗАО «Лептон» (на призме). Были проанализированы: 1) Серии монохромных изображений (видеоспектральных аэроснимков) и спектры уходящего излучения различных объектов земной поверхности на этих аэроснимках. Аэросъёмка выполнялась с самолёта Ан-30 одновременно обоими приборами. 2) Серии монохромных изображений и коэффициенты спектральной яркости объектов фоноцелевой тестовой панорамы, полученной одновременно двумя приборами, установленными на вращающейся или движущейся платформе. Сравнение кривых уходящего отражённого излучения в авиационном эксперименте и КСЯ объектов при наземных полевых наблюдениях показало, что спектральные кривые видеоспектрометра СПбУИТМО имеют заметно лучшую детальность в диапазоне 700-900 нм, и он является предпочтительным в тематическом использовании, особенно при изучении растительного покрова.
Работы проводятся при поддержке РФФИ, проект 16-29-09499.