本文關(guān)鍵詞：基于AOTF成像光譜儀的模擬月壤光譜分析和礦物含量反演模型研究

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【摘要】：月表物質(zhì)成分探測(cè)是月球探測(cè)的重要組成部分,對(duì)未來(lái)人類的探月計(jì)劃、月球上相關(guān)資源的開(kāi)發(fā)和利用以及月球地質(zhì)是如何演變的等問(wèn)題的研究具有十分重要的意義,光譜探測(cè)是獲取月表物質(zhì)成分的有效而且方便的技術(shù)途徑之一,隨著新一輪探月熱潮,通過(guò)高分辨率成像光譜儀獲取月表光譜數(shù)據(jù)而實(shí)現(xiàn)月表信息的反演又一次成為研究的熱點(diǎn)。我國(guó)嫦娥三號(hào)探月衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)了月表軟著陸,月球巡視器開(kāi)展了月表就位探測(cè),其中包括一臺(tái)紅外光譜探測(cè)儀,在可見(jiàn)到短波紅外譜段采集月表光譜數(shù)據(jù),以期實(shí)現(xiàn)月表礦物成分的分析。在紅外光譜儀的研制過(guò)程中研發(fā)小組開(kāi)展了模擬月壤的光譜采集實(shí)驗(yàn),在實(shí)驗(yàn)室條件下,利用探測(cè)原理和技術(shù)指標(biāo)同登月儀器基本相同的紅外光譜儀和商用的ASD地物光譜儀分別獲取了多種單礦物以及利用這些單礦物混合而成的模擬月壤樣品的光譜數(shù)據(jù),本文通過(guò)這些光譜數(shù)據(jù)開(kāi)展了數(shù)據(jù)處理和模擬月壤的礦物成分反演研究。本文的主要研究?jī)?nèi)容及成果如下： (1)模擬月壤光譜數(shù)據(jù)的預(yù)處理算法及算法改進(jìn)。分析了現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)集,針對(duì)中科院上海技物所研制的就位探測(cè)紅外成像光譜儀的成像原理和圖像特點(diǎn),對(duì)原始光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行椒鹽噪聲去除、有效信息提取、目標(biāo)輻亮度反演以及相對(duì)反射率計(jì)算等預(yù)處理,在實(shí)驗(yàn)室他人研究的基礎(chǔ)上對(duì)預(yù)處理算法進(jìn)行了改進(jìn),并將就位探測(cè)紅外光譜儀可見(jiàn)近紅外通道和短波紅外通道重疊部分光譜進(jìn)行了有效整合,得到了端元礦物以及混合樣品的全波段相對(duì)反射率曲線。 (2)模擬月壤光譜特征參數(shù)提取。在對(duì)原始光譜數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)預(yù)處理的基礎(chǔ)上,針對(duì)月表主要礦物的吸收和反射特征,如輝石、橄欖石、斜長(zhǎng)石、鈦鐵礦等,提取混合礦物中與礦物含量相關(guān)性較大的光譜特征參數(shù)來(lái)作為建立礦物反演模型的依據(jù)。 (3)月表主要礦物含量反演方法及反演模型研究。基于多元線性回歸、偏最小二乘回歸以及混合光譜線性分解等礦物反演方法,以選取的光譜特征參數(shù)作為自變量,混合礦物中各組分礦物的含量為因變量建立反演模型,預(yù)測(cè)模擬月壤混合樣品中輝石、橄欖石、斜長(zhǎng)石以及鈦鐵礦的含量。 (4)礦物含量反演結(jié)果評(píng)價(jià)分析。將礦物反演模型預(yù)測(cè)的輝石、橄欖石、斜長(zhǎng)石以及鈦鐵礦含量與其在混合樣品中的真實(shí)含量進(jìn)行對(duì)比分析,評(píng)價(jià)反演結(jié)果,分析反演模型的優(yōu)劣。
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：P184

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1281290