实验1——地物光谱的测试

实验一 地物光谱反射率的野外测定一、实验目的1、学习地物光谱的测定方法2、认识地物光谱反射率的规律3、掌握绘制地物反射光谱曲线的方法二、原理及方法地物光谱反射率的野外测定原理主要是利用电磁辐射和各地物光谱特征进行测定（参照课本）。

实验采用垂直测量方法，计算公式为：()()()()λρλλλρs Vs V •=式中，()λρ为被测物体的反射率，()λρs 为标准板的反射率，()λV ，()λVs 分别为测量物体和标准板的仪器测量值。

三、实验仪器1、可见光－近红外光谱辐射计，波长范围0.4—2.5µm(有0.4—1.1µm 或1.3—2.5µm 二种仪器)，仪器性能稳定，携带方便，数据提取容易。

表1.1列出了目前常用的光谱仪。

2、标准参考板（白板或灰板）。

表1.1常见的光谱辐射仪四、实验步骤1、测量目标和条件的选择环境：无严重大气污染，光照稳定，无卷云或浓积云，风力小于3级，避开阴影和强反射体的影响（测量者不穿白色服装）。

时间：地方时9：30—14：30。

取样：选择物体自然状态的表面作为观测面，取样面积大于地物自然表面起伏和不均匀的尺度，被测目标面要充满视场。

标准板：标准板表面与被测地物的宏观表面相平行，与观测仪器等距，并充满仪器视场，保证板面清洁。

2、记录测量目标基本信息主要内容如下：土壤：土类、土属、土种；地貌类型、成土母质、侵蚀状况；干湿度、粗糙度等。

植被：植物名称、所属类别、覆盖率、生长状况、叶色、高度等。

水体：水体名称、水体状况、水色、水温、透明度、泥沙含量、叶绿素含量、污染状况等。

人工目标：目标名称、内容描述、估算面积、几何特征、表面颜色、坡度、坡面等。

岩矿：岩矿名称、所属类别、植被覆盖及名称、土壤覆盖及名称、岩矿露头面积、所属构造、地质年代、风化状况等。

3、记录环境参数主要内容如表1.2，内容由教学教师定，制成表格填写。

见附表。

4、安装仪器开始测试①对准标准板，读取数据为Vs。

《遥感原理与方法》实验指导实习一地物光谱反射率的野外测定1、原理与方法电磁波谱中，可见光和近红外波段(0.3～2.5μm)是地表反射的主要波段，多数传感器使用这一区间，其地物光谱的测试有三方面的作用：①传感器波段选择、验证、评价的依据；②建立地面、航空和航天遥感数据的关系；③将地物光谱数据直接与地物特征进行相关分析并建立应用模型。

（1）地物反射波谱测量理论①双向反射分布函数（BRDF）②双向反射比因子R(BRF)（2）地物光谱的测量方法垂直测量：为使所有数据能与航空、航天传感器所获得的数据进行比较，一般情况下测量仪器均用垂直向下测量的方法，以便与多数传感器采集数据的方向一致。

由于实地情况非常复杂，测量时常将周围环境的变化忽略，认为实际目标与标准板的测量值之比就是反射率之比。

计算式为：式中，ρ(λ)为被测物体的反射率；ρ5(λ)为标准板的放射率；V(λ)和V5(λ)分别为测量物体和标准板的仪器测量值。

这种测量没有考虑入射角度变化时造成的反射辐射值的变化，也就是对实际地物在一定程度上取近似朗伯体，可见测量值也有—定的适用范围。

2、实习仪器实习使用合肥仪思特光电技术有限公司生产的ISI921VF系列野外地物光谱辐射计。

ISI921VF野外地物光谱辐射计仪器参数3实习目的（1）学习地物光谱的测定方法；（2）认识地物光谱反射率的规律；（3）学习绘制地物反射光谱曲线。

4实习步骤（1）野外实测操作步骤：●第一步开机连接好测量头部与主机，打开测量头部镜头盖。

打开主机面板上的电源开关，仪器即进入开机状态，如果仪器自检正常，LCD显示屏将显示主菜单。

如果蓄电池电量不足，在显示主菜单之前将显示“Charge”，表示仪器应当进行充电后再使用。

电池电压不足将可能导致LCD显示屏无显示。

为确保数据的准确率，建议开机后预热3分钟以上进行正式测量。

●第二步设定参数〖Setup 〗仪器参数设置子菜单有10项设置内容，包括：起始光谱曲线号、增益、CCD积分时间、内部时钟（包括年、月、日、时、分、秒）。

实习一地物光谱反射率的测定
实习目的：
1．学习地物光谱的测定方法；
2．认识地物光谱反射率的规律。

实习仪器：
1．便携式地物波谱仪
2．标准参考板
实习步骤：
1．光谱仪、计算机充电。

2．连接电池、网线、探头电源、光纤，准备好白板。

3．打开光谱仪电源，然后打开计算机电源，并启动RS3软件。

4．在软件上调整光谱平均、暗电流平均和白板采集平均次数。

5．在软件中选择或填写需要存储数据的路径、名称和其他内容。

6．开始测量：
（1）打开探头电源，探头放在白板上面，点击OPT优化；
（2）探头仍然对准白板，点击WR采集参比光谱。

此时，软件自动进入反射率测量状态。

（3）探头移向被测目标的测量位置，按空格键存储采集到的目标反射光谱。

7．先关闭计算机再关闭仪器。

8．分析实测结果：
（1）准确绘出地物光谱反射率曲线；
（2）根据地物光谱反射率曲线，比较地物光谱曲线特征；（3）分析实习过程中可能引起误差的因素。

地物光谱反射率测定实习硬件:Avaspec-128型光纤光谱仪带参考光路的反射式探头白参考瓦白色漫反射材料PTFE制成,在250-2500nm光谱范围内达到92%的反射率,用于反射率校正。

白色参考瓦另外还包括探头支架等。

软件：AvaSoft - 标准版AvaSoft-Basic标准版软件是是随每套AvaSpec光谱仪系统免费赠送的标准软件包。

AvaSoft-Basic软件界面友好，由鼠标指向控制下拉菜单。

鼠标点击控制指针移动，可以即时读取波长﹑像素值和Y轴幅值。

用户可以在普通的对话框中设置数据采集的参数，例如探测器积分时间﹑自动暗背景校正﹑信号平均﹑光谱平滑等。

保存的光谱图数据可以以ASCII码的形式导出，便于用Excel或其他数据处理程序打开使用。

实验操作：1.安装光谱仪。

电脑开机，光谱仪连接电脑（USB2.0接口）。

2.打开软件，选择点击，软件会自动识别光谱仪，如果没接上或接触不良则会弹出。

3.新建项目。

保存.Kon文件，点击左上角开始。

4.将白色参考瓦置于距离探头大约10cm处（探头只有的探测角）对白色参考瓦进行测量（系统默认为Scope模式），点击（Auto Configure Integration time）自动配置积分时间按钮多次，获取太阳照射于此范围总的能量值。

待曲线趋于稳定，点击保存白板参考按钮。

将小帽盖于探头上，待曲线稳定点击保存黑板参考按钮，以减弱仪器内部的误差。

5.点击置于Transmittance模式，将白板置于距离探头大约10cm处，待曲线稳定点击保存白板参考按钮。

理想情况下白板的反射率应为100%，由于外界环境及探测器精度等的影响，呈现出并不是所有波段都是100%的一条直线，因此要利用白板进行校正。

6.测量地物反射率曲线。

将探头（带支架）置于大范围地物上（避免其他地物影响）测量反射率曲线，待曲线趋于稳定点击保存按钮，保存的为.ROH文件。

保存的地物曲线还可以通过打开。

一、实验目的1. 学习地物光谱反射率的测定方法。

2. 认识地物光谱反射率的规律。

3. 掌握绘制地物反射光谱曲线。

4. 分析不同地物在不同波段的光谱反射特征。

二、实验原理地物光谱反射实验是基于地物对太阳辐射的反射、吸收和透射特性来进行的。

当太阳光照射到地物表面时，地物会吸收一部分能量，同时反射一部分能量。

反射的光谱特征可以反映地物的物理和化学性质，如颜色、成分、水分含量等。

实验原理如下：1. 反射定律：入射光线、反射光线和法线在同一平面内，入射光线和反射光线分居法线两侧，入射角等于反射角。

2. 光谱反射率：地物对某一波长的光线的反射率是指反射光强度与入射光强度的比值。

3. 光谱反射曲线：将地物在不同波长的光谱反射率绘制成曲线，即可得到地物的光谱反射曲线。

三、实验仪器与材料1. 仪器：- 地物光谱仪- 移动平台- 温度计- 湿度计- 数据采集器2. 材料：- 不同地物样本（如植被、土壤、水体、岩石等）- 标准白板四、实验步骤1. 样本准备：将不同地物样本清洗干净，并在实验前测量其温度和湿度。

2. 光谱反射率测定：- 将地物样本放置在光谱仪下，调整光谱仪的参数，使其对准样本表面。

- 打开光谱仪，记录样本在不同波长的光谱反射率。

- 重复测量多次，取平均值。

3. 数据记录与处理：- 将实验数据记录在表格中。

- 使用绘图软件绘制地物光谱反射曲线。

4. 结果分析：- 分析不同地物在不同波段的光谱反射特征。

- 比较不同地物的光谱反射曲线，探讨其差异的原因。

五、实验结果与分析1. 植被：植被在可见光波段（400-700nm）的光谱反射率较低，在近红外波段（700-1100nm）的光谱反射率较高。

这主要归因于叶绿素对光的吸收和反射。

在红光波段（660-680nm）附近，植被的光谱反射率有一个峰值，称为“红边”，这是由于叶绿素对红光的吸收较强，对绿光的吸收较弱造成的。

2. 土壤：土壤的光谱反射率在可见光波段和近红外波段都较低，但在短波红外波段（1100-2500nm）的光谱反射率较高。

一、地物光谱反射率的测定1、先检查仪器设备的是否正常，然后进行实验。

2、将参考白板箱打开，放在没有阴影的地方再将探头放在参考白板正上方，由另一位同学操作主机板面。

3、在开始测之前先按1，再按2，将探头放在参考白板正上方主机板面，等主机出现曲线之后按3将探头移至瓷砖地正上方侧一点，等曲线出现后按enter 键测下一点，这样连续测5点4、我们一边操作实验一边记录我们所测的点数的序号。

并随时与主机上的序号对应。

5、将光谱曲线图和光谱反射率图制作出来。

二、几何校正第一步：显示图像文件,nongdatu与nongdacankaotu第二步：启动几何校正模块（Geometric Correction Tool）第三步：启动控制点工具（Start GCP Tools）第四步：采集地面控制点（Ground Control Point）,选点要均匀，并且要是影像图与参考图上的同名地物。

控制点=（n+1）*(n+2)/2，当n=2时，控制点为6第五步：采集地面检查点（Ground Check Point），再在原图上采集9个检查点。

第六步：计算转换模型（Compute Transformation）第七步：图像重采样（Resample the Image）第八步：保存几何校正模式（Save rectification Model）第九步：检验校正结果（Verify rectification Result）三、增强处理1、分辨率融合ERDAS IMAGINE 8.4图标面板菜单条:Main→Image Interpreter(或单击ERDAS IMAGINE 8.4图标面板工具条“Interpreter”图标)→打开Image Interpreter对话框→选择Spatial Enhancement→打开Spatial Enhancement对话框→选择Resolution Merge→打开Resolution Merge对话框2、融合后的裁剪3、直方图均衡化ERDAS IMAGINE 8.4图标面板菜单条:Main→Image Interpreter(或单击ERDAS IMAGINE 8.4图标面板工具条“Interpreter”图标)→打开Image Interpreter对话框→选择Radiometric Enhancement→打开Radiometric Enhancement对话框→选择Histogram Equalization→打开Histogram Equalization对话框4、去相关拉伸ERDAS IMAGINE 8.4图标面板菜单条:Main→Image Interpreter(或单击ERDAS IMAGINE 8.4图标面板工具条“Interpreter”图标)→打开Image Interpreter对话框→选择Spectral Enhancement→打开Spectral Enhancement对话框→选择Decorrelation Stretch→打开Decorrelation Stretch对话框四、监督分类1、监督分类打开Image classifier对话框→选择Signature Edito r→打开Signature Edito r→进行分类操作→选择Evaluate→打开Evaluate→选择contingency（模板评价）→选择Classify→打开supervised(分类)2、聚类统计打开Image Interpreter对话框→打开GIS Analysis对话框→选择并打开clump单击OK后得到的结果图3、去除分析打开Image Interpreter对话框→打开GIS Analysis对话框→选择并打开eliminate 单击OK后得到的结果图4、重编码打开Image Interpreter对话框→打开GIS Analysis对话框→选择并打开recode 单击OK 后得到的结果图五、专题图设计与编制1、启动地图编辑器，正式开始制作专题图点击ERDAS图标composer →new map composition→进入new map composition对话框→确定输出文件名new name →选择保存路径→属性值设置→单位选择units：centimeters；→背景色选择background：white →进入专题图制作对话框map composer。

实习报告（一）实验名称：《地物光谱特性测量》（二）所属课程名称：《资源环境遥感》（三）学生姓名：（四）实验日期及地点：（五）实验目的：对校园中的一些地物进行遥感光谱特性测量（六）实验意义：（1）对光谱测量仪器的认识：ASD野外光谱分析仪FieldSpecPro是一种测量可见光到近红外波段地物波谱的有效工具，它能够快速扫描地物，光线探头在毫秒内得到地物的单一光谱。

FieldSpec分光仪主要由附属手提电脑，观测仪器，手枪式把手，光线光学探头以及连接数据线组成。

通过连接电脑，可实时持续显示测量光谱，使得测量者可以即时获取需要的测量数据。

（2）对课堂内容的认识：地物反射光谱是指某种物体的反射率或反射辐射能随波长变化的规律，以波长为横坐标，反射率为纵坐标所得到的曲线即为反射波谱特性曲线。

影响地物波谱变化的因素：太阳位置（太阳高度角和方位角）。

不同的地理位置，海拔高度不同。

时间、季节的变化。

地物本身差异、土壤含水量、植被病虫害。

（七）实验原理：（八）人员要求：设备：（1）ASD公司生产的Field Spec3高光谱辐射仪（2）软件：RS3和View SpecPro Graph工作要求：（1）天气情况：地面能见度：晴朗，地面能见度不小于10km，云量要求：太阳周围90°立体角范围内淡积云量小于2%，无卷云或浓积云等，风力要求：无风或微风（测量时间风力小于4级，对植物测量时风力最好小于3级）测量时间：为保持太阳高度角大于45度，且由于北京地区处于中纬度地区，所以测量时间应在北京时间10:00~14:00之间，冬季对于测量时间应该更加严格一些。

另外，测量速度应该满足<=1min/组。

（2）测量情况：为减少反射光对观测目标的影响，观测人员应着深色服装，观测时面对太阳站立与目标区后方，观测时保持探头垂直向下，使得机载成像光谱仪观测方向保持一致，注意观测目标的二项反射影响。

记录人员应站在观测人员身后，并避免在目标区周围走动。

实验1 可见光与近红外波谱测试1.1实习概述按照国家光谱数据库数据测试参考标准选择典型进行地物反射、发射光谱测试。

根据所测的光谱曲线特征选择最佳遥感波段和最佳遥感时间。

1.2实习目的①掌握地物反射、发射光谱特性的基本概念，特点；②掌握典型地物光谱的测试方法和实验数据分析处理的基本流程和方法；③分析影响地物波谱特性测定的因素；了解地物表面不同几何状况、含水状况、风化状况、粗糙程度对反射、发射光谱的影响；了解多种地物光谱随时间变化的特征与规律；了解入射和观测角度变化对地物光谱的影响。

④培养学生理论联系实际及知识的综合运用能力，为后续专业课程学习创造条件。

1.3实习任务测量试验区的植被、水、土壤、道路的光谱特性。

要求测定不同植被、水、土壤、道路的波谱特性曲线，即每类地物至少选择5个小类（或样本）。

①清水、营养化水、污染水反射光谱、发射光谱测试与特征分析；②不同覆盖度、不同长势植被覆盖反射光谱、发射光谱测试与特征分析；③城乡非自然目标反射光谱、发射光谱测试与特征分析；④土壤反射光谱、发射光谱测试与特征分析；⑤岩石反射光谱、发射光谱测试与特征分析。

要求：上述5个实验根据具体情况必作2个，选作1个。

1.4设备（软件）及资料准备1.4.1 实习设备及软件测定地物反射光谱特性的仪器是可见光、近红外光谱仪。

仪器由收集器、分光器、探测器和显示或记录器组成。

测定地物发射光谱特性的仪器是热红外波谱仪、热红外辐射计。

1.4.2 实习前准备工作1.4.2.1 光谱测试仪器的标定测量仪器在采集数据前必须通过指定的定标实验室的定标检测，检验仪器的工作性能。

仪器的定标在室内定标和实验场地现场定标，并在提交数据时附上相应测量仪器的定标报告。

若对同一种典型地物（农作物、岩矿、水体等）的相同观测项目采用不同型号的测量仪器，则必须在观测实验前到指定的实验室或实验场进行统一校准和比对：即在相同的条件下，同时测量同一目标，进行归一化处理，分析各仪器的误差，以精度高的仪器为准，进行误差订正，并在提交数据时应附上相应测量仪器的比对报告。

实习报告一、实习背景和目的地物光谱仪是一种高精度的测量仪器,能够获取地物的光谱信息,对地物进行定性和定量分析,广泛应用于地质、农业、环境、生态等领域。

本次实习,我参加了地物光谱仪的操作培训和实际应用,旨在了解地物光谱仪的基本原理、操作方法及其应用领域,掌握地物光谱数据的处理和分析技巧,提高自己的实践能力和科学素养。

二、实习内容1. 地物光谱仪的基本原理和工作原理地物光谱仪主要由光源、分光镜、探测器、信号处理器等部分组成。

光源发出的光线经过分光镜分成不同波长的光线,经过样品后,探测器接收透过样品的光线,并将光信号转化为电信号,经过信号处理后得到样品的光谱信息。

地物光谱仪的原理是利用样品对不同波长的光线的吸收、反射和透射等特性,获取样品的光谱信息,从而对样品进行定性分析和定量分析。

2. 地物光谱仪的操作方法在实习过程中,我学习了地物光谱仪的操作方法。

首先,需要将样品放置在样品台上,并调整样品台的位置,使样品位于光谱仪的测量范围内。

然后,打开光谱仪的光源,等待光谱仪稳定后,启动测量程序,光谱仪会自动测量样品的光谱信息,并在电脑上显示光谱曲线。

最后,根据光谱曲线,可以对样品进行定性分析和定量分析。

3. 地物光谱仪的实际应用在实习过程中,我了解了地物光谱仪在实际应用中的重要性。

地物光谱仪可以应用于地质勘探、农业生产、环境保护、生态监测等领域。

例如,在地质勘探中,地物光谱仪可以帮助地质学家识别岩石和矿物,寻找矿产资源;在农业生产中,地物光谱仪可以帮助农民监测作物的生长状况,调整施肥和灌溉方案;在环境保护中,地物光谱仪可以帮助监测污染物的排放和环境质量的变化;在生态监测中,地物光谱仪可以帮助研究者了解生物群落的结构和功能,保护生态环境。

三、实习收获通过本次实习,我了解了地物光谱仪的基本原理、操作方法及其应用领域,掌握了地物光谱数据的处理和分析技巧,提高了自己的实践能力和科学素养。

同时,我也认识到地物光谱仪在现代科技领域中的重要作用,深感科技对人类社会的重要性和责任重大。

野外地物波谱测试实验指导使用光谱反射仪测试地物波谱的实验步骤1、首先确定需要测定的地物类型，任何不同地物都具有各自不同的光谱特性，都可以作为测定目标。

如：草地、灌木、乔木、水泥地、大理石地、水体等，植物还可以分为健康与不健康的，水体也可以分为无污染与有污染的。

2、确定测量时是采用顺光、逆光或顶光，然后放置标准板，标准板的位置应该与地物的位置一致。

3、光谱反射仪的使用：（1）由开关按钮、电池检查钮(Check)、视场角旋钮（2°或10°）、波长轮鼓（400nm~1050nm）、镜头和观测孔等。

首先打开镜头盖，不要用手触摸镜头，然后打开开关按钮，按住电池检查钮(Check)，如果从观测孔中观测到刻度值大于3就能说明电池仍有电，反之则需要更换电池；从观测孔中除了刻度以外还可以看见一个大圈中间还有一个小圈，大圈是10°视场角的观测范围，小圈是2°视场角的观测范围，一般使用10°视场角，也就是说在观测时大圈中应该充满所测地物而没有任何其它物体；观测孔中得刻度是从0到4，读取时应该估读出小数点后两位。

（2）转动波长轮鼓，从400nm开始依次测量，首先让镜头对准目标地物，通过观测孔读数并记录，再让镜头对准标准板读数记录。

（3）然后将波长轮鼓调到425nm，同前面一样读取地物与标准板的读数，依此按照波长顺序重复数次。

4、读物波谱反射系数的计算：分别将各个波长获得的标准板读数值与其目标物读数相减，然后根据相减所得差值在反射率查询表中查询对应的反射率。

5、反射波谱曲线的绘制：以波长（400nm~1050nm）为横轴，反射率为纵轴，画出光谱反射曲线。

6、对多个地物的反射光谱曲线进行比较分析。

光谱反射率测定记录表地点目标地物类型时间天气顶光（）顺光（）逆光（）。

实验一地物反射波谱实验一、实验目的：1、通过实验认识地物光谱反射率的规律，熟悉典型地物的波谱曲线；2、掌握从感兴趣区中提取典型地物波谱信息方法。

二、实验设备：计算机、ENVI、遥感数据。

三、实验任务：1、从ENVI软件JHU波谱库中打开植被、水、土壤等典型地物的波谱曲线，并指出各地物波谱曲线的典型特征；2、通过ENVI从高光谱数据中采集各种岩石的波谱曲线；并从Jpll波谱库中提起相应岩石的波谱，对比两种方法获得曲线的异同，并分析原因。

四、实验原理：遥感的物理基础是地物对电磁波的反射、吸收和发射特性；遥感研究的最终目的是应用，遥感技术及其应用实质上是一个地物电磁波谱特性成像与反演的问题，要想利用遥感图像正确有效地分析问题、解决问题，必须对各类地物波谱特性及其变化规律有较全面、深入的认识。

详细内容参考课本与讲义。

五、实验步骤：JHU波谱库中打开植被、水、土壤等典型地物的波谱曲线1、选择“查看波谱库”按钮；2、在Spectral Library Input File 对话框，选择Open > Spectral Library.3、出现文件选择对话框时，选择一个波谱库文件名（如jhu_lib>water.sli），它将在Spectral Library Input File对话框中供你选择利用。

选择一个波谱库，点击其名字，点击“OK”。

4、Spectral Library Viewer 对话框将出现，供你选择个别的库波谱，并用于图示。

5、重复以上步骤，分别打开植被、水体、土壤等地物波谱库，并分析各地物波谱曲线的特征。

高光谱数据提取岩石波谱并对比分析波谱库中的相应波谱曲线1、在ENVI主菜单中，选择File>Open Image File，然后选择cup95_at.int文件，点击open弹出可用波段列表，它将列出50个波段的名字。

2、在可用波段列表对话框中，选择Band193.3、点击Gray Scale单选按钮，然后点击Load Band。

地物光谱仪的测量步骤
1.准备工作：在使用地物光谱仪之前，需要对仪器进行检查和校准，确保仪器正常工作。

同时还需要准备好测量的样品和场地，以及其他辅助设备，如三角架、测距仪等。

2. 安装仪器：将地物光谱仪安装在三角架上，并调整仪器的高度和水平，使其可以准确地测量样品的光谱反射率。

3. 测量样品：将样品放置在地物光谱仪的测量平台上，并进行测量。

在测量过程中，需要注意避免阳光直射和强烈干扰光源的干扰，同时还需要注意测量时间和环境因素的影响。

4. 数据处理：将测量到的光谱数据进行处理和分析，得出所需的结果。

一般来说，数据处理包括数据预处理、数据转换和数据分类等步骤。

总之，地物光谱仪的测量步骤是一个相对复杂的过程，需要仔细调整和处理，以获得准确的结果。

在测量过程中，需要注意保持仪器的稳定和样品的质量，同时还需要注意环境因素的影响，以确保测量结果的可靠性和准确性。

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地物光谱测定实验实验报告学院：地质工程与测绘学院专业：遥感科学与技术班级：2017******班姓名：王不二学号：2017******序号：152019年11月一、实习时间2019年11月5日下午二、实习设备AvaField-1型地物光谱仪、USB数据线、标准探头、探头控制线、野外用白板、笔记本电脑三、实习目的1.练习地物光谱仪的使用。

2.通过对地表典型地物类型光谱特性的测量，进一步加深对遥感理论基础的理解。

四、实习内容及光谱分析1.地物光谱仪的使用1)安装并打开电脑上的AvaField-EDU软件，用USB数据线连接光谱仪，然后再将数据线连接电脑。

旋开光谱仪探头处的螺丝。

2)将光谱仪探头对准参考白板，使用鼠标点击“单帧”按钮，开始采集一次光谱。

3)然后使用鼠标点击“参考”按钮，将当前光谱作为参考值。

4)使用光闸挡住探头，再次使用鼠标点击“单帧”按钮。

5)然后使用鼠标点击“背景”按钮，将当前光谱作为背景值。

6)打开光闸，将探头对准标准白板，再次使用鼠标点击“单帧”按钮，这时软件会自动切换到反射比（亮度比）模式。

7)将探头对准被测物，使用鼠标点击“单帧”按钮，采集反射光谱。

8)使用鼠标点击“保存”按钮，保存数据。

2.实习数据采集、处理及光谱分析本次实习共采集3种典型地物，其分别为：草地、瓷砖地面、水泥地面。

每种地物分别采集3次数据，并求均值得平均光谱曲线。

1)草地光谱分析：根据草地的反射光谱特性曲线可以看出，在可见光波段550nm （绿光）附近有反射率为0.18的一个波峰，草地对500nm之前的电磁波段反射率较小，在近红外波段690nm~740nm之间有一个反射率增长的陡坡并在760nm~920nm间有一个反射率为0.96的峰值。

在680nm（红光）附近为其光谱曲线的一个谷值。

2)瓷砖地面光谱分析：由瓷砖地面的反射光谱特性曲线可知，瓷砖地面的电磁波谱反射率在电磁波长为690nm（红光）之前一直随着电磁波长的增大而增大，并在690nm时达到峰值0.86，而后其反射率随波长的增大而逐渐减小，并在波长为750nm~930nm之间其反射率一直保持在0.68附近小幅波动。

本科学生地物光谱测定实验报告学号姓名学院旅地学院专业、班级地信实验课程名称遥感原理与方法教师及职称王老师（教授）开课学期2010 至2011 学年下学期填报时间2011 年 4 月7 日云南师范大学旅地学院1 实验时间：2011-3-172 实验地点：3 实验组员：4 实验目的：通过学习地物光谱的测量方法，对校园典型地物进行的测量、记录和分析，掌握数据的处理方法，力求让同学们掌握波谱仪的基本原理、操作规范，认识地物光谱反射率的规律等知识，巩固和加深课程所学知识与理论，为后续课程学习奠定基础。

5 实验内容（1）设计实验方案。

阅读文献，明确试验目的，设计实验方案。

（2）校园典型地物波谱测量、记录。

利用可见光—近红外光谱辐射计（ISI1921VF—128）和标准参考板对选定目标地物进行谱测量，并记录在记录表中。

（3）校园典型地物波谱测量数据处理。

利用ISI1921VF—128光谱辐射计自带软件或者说Excel等对数据进行处理，绘制校园典型地物波谱曲线图，并进行分析6 实验要求：①实习指导教师对实习目的和内容进行充分准备，围绕实习任务，准备实习点、实习路线和时间，给学生提供基本实习资料。

②学生在实习之前，应全面地阅读实习指导书，了解实习目的和实习内容，对实习涉及的学科作预习。

③准备好实习工具和实习材料。

④学生要团结协作，学生要服从教师安排和指导，教师要严格要求学生。

⑤按时按点地完成实习任务，对每天实习进行总结，提高实习效果，在规定时间内完成实习报告，教师及时审阅实习报告，反馈实习评价，上报实习课学分。

7实验原理对于不透明的物体，其发射率与反射率有下列关系：ε(λ)=1—ρ(λ)。

可见，各种地物发射辐射电磁波的特性可以通过间接地测试各种地物反射辐射电磁波的特性得到。

因此，地物波谱特性通常都是用地物反射辐射电磁波来描述，这实际上是指在给定波段范围内，某地物的电磁波反射率变化规律。

地物波谱特征（反射波谱）测定的原理是：用光谱测定仪器（置于不同波长或波谱段）分别探测地物和标准板，测量、记录和计算地物对每个波谱段的反射率，其反射率的变化规律即为该地物的波谱特性。

一、实验目的1. 学习地物光谱的测定方法；2. 认识地物光谱反射率的规律；3. 掌握绘制地物反射光谱曲线；4. 了解不同地物光谱特性的差异。

二、实验时间2019年11月10日中午三、实验地点某高校遥感与地理信息系统实验室四、实验仪器1. AvaField-EDU地物光谱仪；2. AvaReader软件。

五、实验原理地物光谱是指地物对不同波长电磁波的吸收、反射和透射能力。

地物光谱特性测量实验主要研究地物在不同波长范围内的光谱反射率。

通过测量地物的光谱反射率，可以分析地物的物理、化学、生物等特性。

六、实验步骤1. 安装AvaReader软件，连接AvaField-EDU地物光谱仪；2. 根据实验要求，选择待测地物，如植被、岩石、土壤等；3. 将地物放置在光谱仪的测量平台上，调整仪器至合适的位置；4. 启动光谱仪，设置测量参数，如光谱范围、积分时间等；5. 开始测量地物的光谱反射率，记录数据；6. 利用AvaReader软件对测量数据进行处理和分析；7. 绘制地物反射光谱曲线，分析地物光谱特性。

七、实验结果与分析1. 植被地物光谱特性实验选取了不同类型的植被，如草地、树林等，测量了其光谱反射率。

结果表明，植被在可见光波段（0.4-0.76 μm）的反射率较高，在近红外波段（0.76-2.5 μm）的反射率逐渐降低。

这是因为植被中含有大量的叶绿素，对蓝光和绿光有较强的吸收能力，而对红光和近红外光的反射能力较强。

2. 岩石地物光谱特性实验选取了不同类型的岩石，如花岗岩、玄武岩等，测量了其光谱反射率。

结果表明，岩石的反射光谱曲线具有明显的相似特征，曲线特征与其成分、风化程度、含水状态、颗粒大小、表面粗糙程度、色泽等有关。

不同岩石的光谱图形态各异，但其反射光谱曲线大致呈上升趋势。

3. 土壤地物光谱特性实验选取了不同类型的土壤，如沙土、黏土等，测量了其光谱反射率。

结果表明，土壤的反射光谱特征主要受土壤中原生矿物和次生矿物、土壤水分含量、土壤有机质、铁含量、土壤质地等因素决定。