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森林资源的培育与保护及其开发利用
Cultivation, Protection and Exploitation of Forest Resources

的偏振度、偏振方位角等多维度信息，可用于天空偏振导航、图像去雾、岩石密度反演、
海水污染检测、飞行器尾焰追踪等。目前国际上较为成熟的偏振卫星遥感有法国 1996
年开始的 POLDER 卫星，但实际上地物的偏振性质往往淹没在大气的偏振辐射中，
而近地观测的无人机偏振遥感受大气的影响较小，且有着较高的分辨率，是未来遥感
发展的主要方向之一。2008 年中国科学院安徽光学精密机械研究所三路并行无人机载

偏振 CCD 相机，主要针对像方远心和抗过载设计；次年北京大学设计四路并行 CCD
相机偏振载荷，并进行系统集成及开展航空偏振遥感观测实验。未来偏振遥感载荷将
向单相机镀膜分光的光场成像方式发展，能够大大降低载荷体积重量，提高成像的稳

定性和精度。
载荷室内外及外场定标验证。无人机遥感的系统误差主要来自载荷，即获取地面
影像的上端光电仪器系统误差是高分辨率地学观测难以消除的最大误差源。由于传统
辐射定标模型将成像系统视为黑箱，模型参数与成像系统本身的物理参数没有明确的

对应关系，无法表达成像系统各部件的参数对成像过程的影响，不能为空间信息品质
的提升提供物理基础。因此，为了从根本上提升空间信息品质，必须深入理解光学成
像系统的物理过程以及其对输出图像 DN 值的影响，实现光电、地学参量物理贯通，

从根源上消除偏差，颠覆空间传感器误差室内调整的开环静态模式。
光电参量分解是利用成像系统的光学和电子学参量来表达输出影像的 DN 值。由
此通过连续调整成像传感器光电参量使地物影像观测误差最小化，实现了地学－光电
参量的相互转换，以提升空间信息品质。具体是通过外场定标实验获得的影像 DN 值，
利用地物 L 的校正模型 DN=kL+g，调整光电参量使真实拟合系数 k 逼近 1 和偏差 g

逼近 0 时，影像 DN 值接近地物真值 L；进一步地，当 k 偏离 1、g 偏离 0 时，地物
观测误差增大，说明仪器退化。根据光电参量分解方程可得到仪器退化的具体部件，
用空间信息品质验证仪器品质并改进，实现成像光谱仪光学系统性能退化的监测，指

标和结构的改进，以及光机电参量设计改型。
在此基础上，通过室内外偏振精密光学精密校正和外场定标方法，中国科学院长
春光学精密机械与物理研究所研制的高光谱仪能够在 5 nm 带宽下达到 0.1~0.3 nm 的
定标精度。外场定标发现，除了要考虑大气影响，传感器辐射及光谱定标参数（中心

波长与带宽）的变化也会扭曲传感器接收的信号，降低空间信息品质。中心波长的改
变会导致传感器入瞳光谱辐亮度测量的误差，进而影响到后续的反射率反演。同时，
带宽变化也会影响传感器对光谱吸收特征的刻画。上述成果，经中国科学院长春光学
精密机械与物理研究所仪器研制与试验验证有效，用于追踪仪器参数品质退化并改进；

在中国科学院上海技术物理研究所和西安光学精密机械研究所新型宽谱段高光谱载荷
实验中使用，为高品质航空航天载荷的研制提供了新的手段。

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