AVIRIS 是指 机载可见光近红外成像光谱（Airborne Visible InfraRed Imaging Spectrometer）。是由美国NASA下属的喷气动力实验室（JPL）开发和维护的光谱成像设备。现有两代产品：AVIRIS-Classic 和AVIRIS-NG（AVIRIS Next Generation），欧博官网其中AVIRIS-Classict从1986年开始服役，目前网站上提供从1992年开始至2020年采集高光谱图像数据，主要为地面辐亮度图像，少部分图像提供反射率图像。AVIRIS-NG则提供从2012年至2020年的高光谱图像数据。所有的图像均进行了几何矫正，具有真实的地理坐标信息。目前AVIRIS-Classic提供的数据主要位于美国本土，还有少量太平洋中海岛、以及加拿大和欧洲地区的数据。AVIRIS-NG则目前主要提供欧洲和印度区域数据。

1. AVIRIS-Classic

AVIRIS Classic

AVIRIS是地球遥感领域的先进设备。其具备一个独特的光学传感器，能够采集波长在400~2500nm范围内的上行的光谱辐亮度信息，欧博并进行辐亮度矫正，最终生成具有224个连续光谱通道（波段）的高光谱图像。AVIRIS曾经搭载在4种不同的飞行平台上， 分别为：NASA 的ER-2 喷气式飞机，Twin Otter International 的涡轮螺旋桨飞机，Scaled Composites' Proteus（一种双翼高空长航时飞机）以及NASA的WB-57飞机。 ER-2飞机飞行高度约为海拔20km，航速为730km/h，Twin Otter的飞机飞行高度约为地面上4km，航速约为130km/h。 AVIRIS在主要在美国各地进行执行飞行任务，此外还在欧洲和加拿大执行任务。

AVIRIS Classic 结构简图

设备基本参数

参数名称 参数值
数据码率   1994年：17Mbps<br />1995~2004年：20.4Mbps<br />2005~今：16Bit  
数据量化   1994年：10bit<br />1995年~今：12bit  
探测器类型   可见光波段：Si探测器<br />近红外波段（NIR）：InGaAr<br />短波红外（SWIR）：InSb<br />液氮（LN2）制冷探测器  
成像方式   摆扫式（Whisk broom）  
扫描速率   12Hz  
光谱带宽   10nm标称波段宽度，经过矫正，误差±1nm  
视场角（FOV）   34°，总计677个像素  
单像素视场角（IFOV）   1 mrad  

2. AVIRIS-NG

AVIRIS Next Generation 数据采集和分析过程

AVIRIS-NG是用来采集太阳反射光谱范围内的高信噪比连续光谱图像，并希望能够接替从1986年开始服役AVIRIS-Classic设备。其数据成果可以广泛运用于生态环境、土壤地质、内陆湖泊、冰雪、生物质燃烧、大气、环境污染、农业等多种研究中。

AVIRIS-NG能够以5nm的光谱分辨率采集波长在380~2510nm范围的连续光谱图像。目前该设备已经成功搭载在Twin Otter平台上，以0.3m~4m的空间分辨率采集了光谱图像数据，单条扫描线包含600个像素。在不久的将来计划搭载在具有更高飞行高度的NASA ER-2平台上。 AVIRIS-NG的跨条带（Cross-track）光谱一致性优于95%，且光谱维IFOV一致性优于95%。

AVIRIS Next Generation 内部结构示意图

AVIRIS Next Generation设备实拍图片

设备基本参数

Parameter Value
波长范围（Wavelength）   380 nm to 2510 nm  
光谱分辨率 (FWHM, minimum)   5nm ± 0.5 nm  
FOV（Field of View）   36 ± 2 degrees with 600 resolved elements  
IFOV（Instantaneous Field of View）   1.0 1.4 mrad ± mrad  
Spatial Sampling (maximum observed at resolved elements)   1.0 mrad ± 0.1 mrad  
Spectral Distortion (smile)   Uniformity > 97%  
Spectral Distortion (keystone)   Unformity >97%  
空间和光谱分辨率（FPA）   480 (spectral direction) X 640 (cross track)  
帧率（Frame Rate）   10 - 100 frames per second  
Pixel Size   27 microns x 27 microns  
Calibration   On-board calibrator  
数据量化（Data Resolution）   14 bits  
Data Rate   Up to 74 MB/s of throughput  
Data Volume   Up to 1.0 TB of raw data before disk swap  
Physical Volume   83 cm (H) x 57 cm (Dia.) plus electronics boxes and racks  
Mass   465kg  
Vacuum Requirement   10-4 torr  
Ambient Operating Temperature   -40 to +50C  
Maximum Altitude   18 km  
Cool-Down Time   < 48 hours  
Operational Time / Mission   14 days  

AVIRIS Next Generation 数据访问门户网站

参考文献

AVIRIS-Classic门户，https://aviris.jpl.nasa.gov/index.html

AVIRIS-NG门户，https://aviris-ng.jpl.nasa.gov/index.html