地物反射率光谱特征曲线

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：

sVsV•

式中，为被测物体的反射率，s为标准板的反射率，V，Vs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

型号 生产地 波长范围/µm

WDY—850地面光谱辐射计 中科院长春光机所 0.38-0.85

DG—1野外光谱辐射计 中科院安徽光机所 0.4-1.1

SRM—1200野外光谱辐射计 日本 0.38-1.2

SE—590便携式光谱辐射计 美国 0.38-1.1

WDY—2500红外地物光谱辐射计 长春 0.8-2.5

DG—2里外光谱辐射计 安徽 1.3-2.5

DW地物光谱仪 北京师范大学 0.4-1.1

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。

山西师范大学实验报告

时间：2011年9月20日

学院：城环学院 班级：0904班 姓名：任红霞

实验名称：地物光谱反射率的测定 气压：常压 温度：15℃

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。

实验仪器：

1．便携式地物波谱仪

2．标准参考板

实验步骤：

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；

玄武岩反射率曲线

页岩反射率曲线

（2）根据地物光谱反射率曲线，比较地物光谱曲线特征；-200002000400060008000100003504445386327268209141008110211961290138414781572166617601854194820422136223023242418wavelengthDN玄武岩页岩

通过图片可以明显看出,玄武岩和页岩在不同波段有相同的变化规律,而玄武岩的反射率在各波段普遍低于页岩. （3）分析实习过程中可能引起误差的因素。

在波长为1000纳米及1850纳米附近,曲线有较大的跳跃,造成这样现象的原因,可能是由于预热时间不充足,电压不稳定,也有可能是由于不同波段的光纤出现交叉.

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：

sVsV

式中，为被测物体的反射率，s为标准板的反射率，V，Vs分别为测量物体和标准板的仪器测量值。

三 实验仪器

1、ISI921VF-256野外地物光谱辐射计，波段范围为可见-近红外的380~1050nm，仪器性能稳定，携带方便，数据提取容易。

2、标准参考板（白板或灰板）。

图1ISI921VF-256野外地物光谱辐射计

3、仪器介绍

3-1主机面板结构

图2.主机面板示意图

主机面板的部件及其功能描述如下：

部件 功能描述

1 电源开关 仪器开关电源操作

2 头部电缆连接插座 连接光学测试头部

3 USB口通讯电缆插座 连接笔记本或台式电脑，进行数据传输

4 GPS天线插座 GPS接收天线（为选择配置）

5 充电插座 主机内置Ni-H电池充电，※同步录像摄像头电源

6 液晶显示屏 操作界面文字、曲线显示

7 对比度电位器 液晶屏对比度调节

8 保险丝座 主机保险丝

9 键盘 数字键0～9 菜单选择及数字输入

确认键(ENTER) 功能确认

退出键(ESC) 返回上级菜单

复位键(RESET) 系统复位

3-2光学头部结构 图3.光学头部

如图所示，光学头部上有以下部件：

 电缆： 用于连接主机箱

 镜头： 配有与主光轴平行的半导体激光指示器

 把手： 手持之用，上置有“测量”和“指示”按钮（大拇指部位）

 支架安装孔： 2个M4螺孔，用于固定安装

 ※摄像头： 同步显示功能的图象获取；为选择配置

3-3 基本配置连接

注意：所有电气连接必须在关电的状态下进行，否则可能引起设备损害！

地物光谱反射率分析

实习报告

实习题目：地物光谱测定

实习时间，地点：天山堂前面空地贺兰堂地信专业机房 实习目的：认识地物光谱反射率的规律，分析典型地物的光谱特征

使用仪器：地物光谱分析仪

测量目标的基本信息：草地，裸地，水泥路，红灌丛，绿灌丛

环境参数表：气温：18度

实习内容，实习步骤：1. 用ASD软件打开外业测量地物光谱数据，去除十条曲线中明显异常曲线

打开ASD软件→file→open→选中测得的十条曲线→打开→选择加载的十条数据→view→graph data→在空白处右击→customization dialog→axis→min/max(设置max为1)，根据图形删除其中一条或多条异常曲线（在目录中直接删除）

2.对符合条件的地物光谱曲线进行处理(导出每种地物的JPG、tab和平均值.mn数据)

①加载符合条件的曲线（方法与步骤1相同）→export→分别

选择jpg，设置输出路径和文件名，点击export即可

②求每种地物的平均值曲线

Process→statistics→选择mean→设置输出路径和文件名即可

对于上述导出的平均值曲线，点击export→分别选择text格式，设置输出路径和文件名，点击export即可导出.dat文件

3.处理数据

①对每种地物的jpg文件，只需要分析其曲线特征（联系地物实际特性来分析其在可见光（380-760nm）和近红外（760-1500nm）之间的光谱特征）

②将上述的dat文件（五个）分别用excel打开，并且计算红、绿、蓝波段的平均值，蓝光101-171，绿光171-251，红光281-341，将计算好的五组数据放入新的excel表中，并绘制折线图 ③将步骤2中的各种地物平均值数据在ASD中打开，方法如步骤1所示，并将其按照jpg格式导出，并对其进行分析。

反射率曲线及分析：

0.65um之间，植被的反射率曲线出现了一个小波峰，由于这