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Hinode/EIS观测的宁静热冕层热结构
摘要： 目的：先前研究通过太阳动力学天文台（SDO）搭载的大气成像仪（AIA）三个窄波段通道图像，在太阳活动区诊断出一个极热等离子体成分。该基于极紫外（EUV）成像数据的诊断结果也得到了日出号卫星搭载的极紫外成像光谱仪（EIS）所观测热钙XVII谱线发射形态的佐证。但由于视线方向上发射量分布未知，这一证据存在争议。本文利用EUV光谱数据详细研究此类活动区的热分布特征。 方法：在SDO/AIA、日出号/EIS和X射线望远镜（XRT）共同观测的活动区中，选取含极热等离子体成分的子区域与较冷对比子区域。提取两者的平均光谱，筛选14条能均匀探测5.5<log T<7温度范围的强谱线。通过马尔可夫链蒙特卡洛方法重建这些谱线的发射量分布。通过对比两个子区域、采用不同反演方法、结合图像形态以及窄/宽带成像仪测量的流量进行交叉验证。 结果：发现较冷区域呈现平坦无特征的分布且在log T≥6.3温度下降，而热区域的分布则在log T=6.6处呈现明显峰值并向两侧逐渐递减，从而支持成像仪诊断出的极热成分特性。其他交叉验证结果与此一致。 结论：本研究完善了活动区成分分析，所得结果表明活动区核心存在少量温度log T>6.6的极热等离子体成分。
关键词： 技术：成像光谱学、太阳：紫外辐射、太阳：日冕、技术：光谱学、太阳：X射线、伽马射线
更新于2025-09-23 15:23:52
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1191.3纳米米恩带窗口测量的气辉时空稳定性
摘要： 我们利用λ/Δλ=320的近红外仪器，报告了1191.3纳米梅尼尔发射线窄带间大气亮度的时空波动情况。首先介绍了仪器设计与实施过程，随后对当晚从桌山天文台获取的数据进行了详细分析。在低大气质量条件下，该波长处的绝对天空亮度为5330±30纳瓦·米?2·球面度?1，与此前这些波段间带状气辉的测量结果一致。该振幅大于这些波长处气辉连续谱组分的简单模型预测值，证实需要额外的发射或散射组分来解释观测现象。我们对数据的噪声特性进行了深入研究，未发现与谱线间连续谱时间不稳定性相关的噪声成分证据。结果表明：在约100秒积分时长的数小时观测中，仪器噪声性能未出现显著偏离预期的情况，这为地基近红外谱线强度测绘的可行性提供了概念验证。
关键词： 技术：成像光谱学、选址测试、大气效应
更新于2025-09-23 15:23:52
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光谱原型DEPFET探测器的可实现噪声性能
摘要： 在为雅典娜卫星广域成像仪（WFI）研发探测器的过程中，新一代光谱X射线DEPFET探测器已研制成功。通过开发相应的测试算法，这些器件可用于详细分析噪声构成。分析结果区分了构成总噪声的不同成分，特别是确定了散粒噪声、白噪声和1/f噪声对读出噪声的贡献，以及由载流子产生导致的信号噪声。由此获得的参数化模型能够根据特定需求调整和优化工作模式。所研究的原型探测器包含64×64像素的线性栅极设计，在-80°C温度下以卷帘快门模式运行时，其读出速度超过10微秒/像素，实现了低于1.6电子等效噪声电荷（e?ENC）的优异性能。这种性能得益于延长的信号积分时间。但由于载流子产生导致的信号噪声，进一步降低噪声受到限制。为展示DEPFET晶体管的低噪声特性，研究团队调整测量条件后测得0.95 e?ENC的噪声值——该结果以牺牲传感器尺寸（仅采用窗口模式运行部分传感器区域）和动态范围（使用约1.49 keV的铝Kα线进行校准）为代价获得。
关键词： 成像光谱学、固态探测器、仪器噪声、X射线探测器和望远镜
更新于2025-09-23 15:23:52
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采用窗口模式的高帧率光谱DEPFET探测器
摘要： 一种采用DEPFET（耗尽型P沟道场效应晶体管）像素阵列的有源像素传感器，能实现高度灵活的运行模式，并可根据科学仪器目标的具体需求调整传感器设计。若要达到微秒量级的极高时间分辨率，则需对所有像素进行全并行读出，每个读出节点都必须单独连接至读出电子学系统。此外，为保持良好的光谱性能，在每个像素中集成存储功能可避免读出过程中发生的事件产生影响，防止产生错误的能量信息——这类事件的能量会被误测且无法通过后续分析修正。目前基于内置存储功能的DEPFET有源像素传感器（支持全并行读出架构）已投入生产，未来可供测试使用。另外，有源像素传感器具备窗口（感兴趣区域）读出模式的能力，这使得我们能够研究配备/未配备存储功能的DEPFET器件在100kHz量级高帧率下的表现。
关键词： 成像光谱学、固态探测器、X射线探测器和望远镜
更新于2025-09-23 15:23:52
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利用成像光谱技术绘制盐沼土壤特性图
摘要： 潮汐盐沼在短期和长期时间尺度上均能固存和储存蓝碳。盐沼土壤通过支持复杂的生物地球化学反应、沉积物沉积及有机质积累来塑造并维持生态系统。本研究在美国乔治亚州的一个国家河口研究?；で骄苛顺上窆馄准际跫浣恿炕牖嬷瞥毕握油寥捞匦缘那绷?。我们开发了一个框架，结合现代数字图像处理技术进行盐沼土壤制图，包括基于对象的图像分析（OBIA）、机器学习建模和集成分析。同时评估了机载高光谱传感器相较于星载多光谱传感器（WorldView-2和QuickBird）估算盐沼土壤特性的效能，并对比了基于对象的建模与绘图优缺点与传统基于像素的绘图方法。结果表明，该设计框架能有效利用盐沼环境复合反射率定量与绘制三种盐沼土壤特性：土壤盐度、土壤含水量及土壤有机质含量。多光谱传感器可成功量化土壤盐度和含水量但无法建立有机质模型。研究还论证了最小噪声分数变换与集成分析技术在盐沼制图中的价值。结果表明，基于成像光谱的建模是量化与绘制本地尺度盐沼土壤特性的有效工具，有望替代传统土壤数据采集手段，为碳循环研究与潮汐盐沼保护修复提供支持。
关键词： 盐沼，基于对象的建模，土壤特性，成像光谱学，机器学习
更新于2025-09-23 15:22:29
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[IEEE IGARSS 2018 - 2018年IEEE国际地球科学与遥感研讨会 - 西班牙瓦伦西亚（2018.7.22-2018.7.27）] IGARSS 2018 - 2018年IEEE国际地球科学与遥感研讨会 - 全球可见光/短波红外成像光谱与2017十年调查
摘要： 2018年1月5日，一份未经编辑的《2017十年调查》预印本发布，题为《在我们不断变化的星球上繁荣发展：空间地球观测十年战略》。这份历时两年多、广泛征求地球科学与应用界意见后完成的700页文件，在早期版本中指出了五个重点观测目标作为观测系统优先事项，其中之一是地表生物与地质。该类别下确定了一系列科学与应用目标，包括：地表/水温、积雪反射率、活跃地质过程、植被特性及藻类生物量。候选测量方案描述为"可见光与短波红外高光谱成像，热红外多光谱或高光谱成像"。本文回顾了部分关键的新科学与应用目标，并概述了可用于实现全球可见光至短波红外成像光谱领域这一指导方针的若干测量方法。
关键词： 地球系统、十年调查、可见光-短波红外、成像光谱学
更新于2025-09-23 15:21:21
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利用CALIFA观测的首次邻近星系全范围狼瑞特星群调查
摘要： 在本地星系群之外寻找具有显著沃尔夫-拉叶星（WR）存在的外星系区域是一项具有挑战性的任务，因为其微弱的光谱特征难以探测。在这项探索性研究中，我们开发了一种通过逐像素分析卡尔·阿尔托遗产积分场巡天（CALIFA）的积分场光谱（IFS）数据来自动搜索WR特征的方法。该程序已应用于涵盖广泛物理、形态和环境特性的近邻星系样本。这项技术使我们建立了首个具有空间分辨信息的富WR星区目录，并能在二维（2D）背景下研究这些复合体的特性。探测技术基于通过逐像素分析识别蓝色WR峰（位于He ii λ4686 ?附近，主要与富氮WR星；WN相关）和红色WR峰（位于C iv λ5808 ?附近，主要与富碳WR星；WC相关），以最大化给定星系内独立区域的数量。我们在558个星系中的25个中发现了44个具有蓝色峰的富WR区域。红色WR峰仅在这5个区域中被识别。大多数WR区域位于距星系中心一个有效半径范围内，约三分之一位于距中心约1千秒差距或更近的位置。我们发现样本中大多数拥有WR星群的星系都参与了某种相互作用过程。半数宿主星系与伽马射线暴（GRB）宿主星系共享某些特性，其中WR星作为GRB前身星的潜在候选者被发现。我们还将CALIFA数据得出的WR特性与恒星种群合成模型进行了比较，证实简单恒星模型通常无法复现观测结果。我们得出结论，其他效应——如双星通道（可能将WR阶段延长至1000万年）、快速旋转或其他导致观测到的莱曼连续谱光子损失的物理过程——很可能影响推导出的WR特性，因此在模拟大质量恒星演化时应予以考虑。
关键词： 技术：成像光谱学；星系：星际介质；星系：星暴星系；恒星：沃尔夫-拉叶星
更新于2025-09-23 15:21:21
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基于星载成像光谱测量的水体三相耦合反演
摘要： 成像光谱仪通过具有区分性的吸收特征测量反射太阳辐射，可量化不同状态（固态、液态、气态）的水分。我们开发了一种从星载成像光谱数据（如德国EnMAP任务数据）中反演三种状态水分含量的方法。该反演技术将MODTRAN5辐射传输模型的模拟结果与基于比尔-朗伯定律的地表反射率模型相结合，采用最大似然估计法逐像元进行模型反演。通过独特耦合冠层反射率模型HySimCaR与EnMAP端到端仿真工具EeteS，我们通过对比反演值与模拟输入参数进行敏感性分析，获得水汽R2=0.991、液态水R2=0.965的精度。此外，我们将算法应用于机载AVIRIS-C数据以展示积雪/冰范围制图能力，并对具有同步冠层含水量实测数据的CHRIS-PROBA数据集进行验证。反演结果与地面测量显示多作物类型整体R2=0.80，回归分析呈现显著聚类特征表明反演水分含量受植被物理结构影响。相比多光谱数据的波段比值法，本算法因降低了背景反射率偏差，能生成更平滑且符合物理规律的水汽分布图。成像光谱技术精确量化空间水分的潜力，将通过PRISMA或EnMAP等即将开展的星载成像光谱任务进一步拓展。
关键词： 大气校正，环境测绘与分析计划（EnMAP），冠层含水量，水汽，成像光谱学
更新于2025-09-23 15:21:01
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选定含稀土元素的碳酸盐、磷酸盐和硅酸盐矿物的长波红外（8-12微米）光谱特征
摘要： 稀土元素（REEs）是一组对高科技产业至关重要的金属。这种高需求加上供应风险高的特点，使得人们认识到稀土元素对社会具有关键意义。尽管高光谱成像（HSI）数据为快速、无损地表征稀土元素提供了可能，但目前仍不清楚稀土元素在长波红外（LWIR；8-12微米）波长范围内是否具有可用于识别的特征信息。为了部分填补这一空白，我们利用空间和光谱分辨率较高的LWIR高光谱成像数据，研究了十二种含稀土矿物样品的光谱特性。这些样品此前已通过电子探针显微分析（EPMA）、扫描电子显微镜（SEM）以及0.4-2.5微米波长范围的高光谱成像数据进行过表征。将这些分析结果进行对比，并用于指导LWIR范围内记录的HSI数据分析。这些信息还与稀土氧化物的参考光谱库进行了进一步比对。我们的研究发现，样品的光谱特征通常可追溯至X-O（X = C、Si、P）基团的非对称简并伸缩和弯曲振动模式。此外，与在较短波长范围内观察到的情况相反，在LWIR波长范围内没有明确的特征光谱可归属于任何特定的稀土元素。
关键词： 成像光谱学，长波红外，稀土元素，高光谱，矿物
更新于2025-09-23 15:21:01
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基于RTS2的LAMOST CCD相机控制系统
摘要： 大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜（LAMOST）是目前最大的光谱巡天望远镜，配备32台科学级电荷耦合器件（CCD）相机用于获取光谱。现有系统无法满足相机控制软件对稳定性和自动化的要求。远程望远镜系统第二版（RTS2）是一个开源的自动化天文台控制系统，但此前所有RTS2应用都针对小型望远镜开发。本文重点研究基于RTS2的LAMOST 32台CCD相机控制系统实现方案：在RTS2框架中构建继承自RTS2相机?？榈男槟庀嗷？樽魑璞缸榧?；为提升可控性与鲁棒性，采用主从软件范式设计虚拟化层，将虚拟相机?？橛成渲罫AMOST的32台真实相机；新系统经实际环境部署与实验测试后，通过多次观测验证其满足LAMOST自动相机控制需求。这是RTS2首次应用于大型望远镜，为RTS2完整引入LAMOST天文台控制系统提供了参考解决方案。
关键词： 望远镜、方法：观测、技术：成像光谱学、仪器：探测器
更新于2025-09-22 21:17:27