Fokus Media Visi Global
Perusahaan tersebut tampil di CCTV sebanyak 15 kali, dan jangkauannya melalui media Partai, media pusat, dan media resmi daerah mencapai total 50 juta orang.
Prediksi rasio sinyal terhadap derau untuk spektrometer pencitraan berbasis ruang angkasa berdasarkan sudut elevasi matahari dan reflektivitas permukaan.
Pendahuluan Latar Belakang
Rasio sinyal terhadap derau (SNR) adalah indikator penting dari kinerja deteksi spektrometer pencitraan, yang secara langsung memengaruhi kualitas perolehan informasi spektral dari objek di permukaan tanah. Pada spektrometer pencitraan di ruang angkasa, SNR menentukan kemampuan identifikasi efektif fitur spektral dari target seperti vegetasi, badan air, dan mineral. Karena geometri pengamatan dan karakteristik reflektansi permukaan sangat memengaruhi radiasi pupil masuk, SNR spektrometer pencitraan sangat bervariasi di bawah sudut ketinggian matahari dan kondisi reflektansi permukaan yang berbeda. Oleh karena itu, perlu untuk memprediksi SNR secara kuantitatif berdasarkan kondisi pengamatan tipikal selama fase desain instrumen dan evaluasi kinerja.
Prinsip-prinsip Teknis
Rasio sinyal terhadap derau (SNR) didefinisikan sebagai rasio jumlah elektron sinyal Ns terhadap total derau sistem σ.
Dengan mempertimbangkan sudut elevasi matahari dan reflektivitas permukaan, jumlah elektron sinyal dalam satu pita spektral detektor dapat dinyatakan sebagai:
Dalam rumus tersebut, Lλ adalah radiasi spektral pupil masuk, Δλ adalah lebar pita spektral, A adalah luas piksel, Ω adalah sudut padat ekivalen, t adalah waktu integrasi, τ adalah transmitansi sistem, η adalah efisiensi kuantum, h adalah konstanta Planck, dan c adalah kecepatan cahaya. Derau total sistem diperoleh dengan menggabungkan beberapa sumber derau:
Di mana, σgelapUntuk derau arus gelap, σmembacaUntuk membaca noise, σmengenaiUntuk mengkuantisasi noise, σ2tembakan=NSIni adalah derau foton. Radiasi spektral pupil masuk dapat disimulasikan menggunakan model Modtran atau 6S dari transfer radiasi atmosfer, dan berdasarkan hal ini, penilaian kuantitatif rasio sinyal terhadap derau untuk setiap pita dapat diselesaikan.
Percobaan Simulasi
Dengan mengambil contoh spektrometer pencitraan ruang angkasa dispersif jenis tertentu dari Xiguang, kinerja rasio sinyal terhadap derau (SNR) instrumen tersebut disimulasikan dan dievaluasi. Parameter utama instrumen tersebut ditunjukkan pada Tabel 1.
Tabel 1. Parameter parsial dari model tertentu spektrometer pencitraan Xiguang
Dalam kondisi radiasi dengan sudut elevasi matahari 70° dan reflektivitas permukaan 60%, radiasi pupil masuk pada pita cahaya tampak disimulasikan menggunakan perangkat lunak MODTRAN. Parameter input utama perangkat lunak dan radiasi spektral pupil masuk yang diinversikan ditunjukkan pada Tabel 2 dan Gambar 1.
Tabel 2. Parameter Masukan Utama untuk Perangkat Lunak
Gambar 1. Hasil inversi radiasi pupil masuk
Hasil dan Analisis Data
Kurva radiasi pupil masuk diperoleh dengan mengambil sampel ulang kurva radiasi pupil masuk pada panjang gelombang pusat kamera dan menghilangkan puncak penyerapan atmosfer, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.
Gambar 2. Kurva radiasi pupil masuk yang diresampling
Hasil rasio sinyal terhadap derau (SNR) untuk setiap pita dihitung lebih lanjut, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3. Hasilnya menunjukkan bahwa distribusi SNR secara keseluruhan di seluruh pita spektral relatif halus, dengan SNR rata-rata sekitar 42,18 dB. Pada sebagian besar pita, sistem menunjukkan keadaan operasi yang didominasi oleh derau foton; derau pembacaan dan derau arus gelap memberikan kontribusi yang relatif kecil terhadap total derau.
Gambar 3. Hasil perhitungan rasio sinyal terhadap derau untuk setiap saluran
Terjadi sedikit penurunan rasio sinyal terhadap derau pada beberapa pita, terutama terkait dengan pengurangan radiasi pupil masuk pada tepi spektral atau di dekat fitur penyerapan, yang merupakan fenomena fisik normal yang disebabkan oleh perubahan distribusi energi spektral. Secara keseluruhan, spektrometer pencitraan menunjukkan kinerja rasio sinyal terhadap derau yang baik di bawah kondisi pengamatan tipikal yang ditetapkan, dan dapat memenuhi persyaratan aplikasi untuk deteksi spektral dan inversi kuantitatif objek di permukaan tanah pada pita cahaya tampak.