實驗1地物光譜的檢驗測試

1、實驗1可見光與近紅外波譜測試1.1實習概述按照國家光譜數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)測試參考標準選擇典型進行地物反射、發(fā)射光譜測試。根據(jù) 所測的光譜曲線特征選擇最佳遙感波段和最佳遙感時間。1.2實習目的1掌握地物反射、發(fā)射光譜特性的基本概念，特點；2掌握典型地物光譜的測試方法和實驗數(shù)據(jù)分析處理的基本流程和方法；3分析影響地物波譜特性測定的因素；了解地物表面不同幾何狀況、含水狀況、 風化狀況、粗糙程度對反射、發(fā)射光譜的影響；了解多種地物光譜隨時間變化 的特征與規(guī)律；了解入射和觀測角度變化對地物光譜的影響。4培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際及知識的綜合運用能力，為后續(xù)專業(yè)課程學習創(chuàng)造條 件。1.3實習任務(wù)測量試驗區(qū)的植被、水、土

2、壤、道路的光譜特性。要求測定不同植被、水、土壤、道 路的波譜特性曲線，即每類地物至少選擇5個小類（或樣本）。1清水、營養(yǎng)化水、污染水反射光譜、發(fā)射光譜測試與特征分析；2不同覆蓋度、不同長勢植被覆蓋反射光譜、發(fā)射光譜測試與特征分析;3城鄉(xiāng)非自然目標反射光譜、發(fā)射光譜測試與特征分析;4土壤反射光譜、發(fā)射光譜測試與特征分析；5巖石反射光譜、發(fā)射光譜測試與特征分析。要求：上述5個實驗根據(jù)具體情況必作2個，選作1個。1.4設(shè)備（軟件）及資料準備1.4.1 實習設(shè)備及軟件測定地物反射光譜特性的儀器是可見光、近紅外光譜儀。儀器由收集器、分光器、探 測器和顯示或記錄器組成。測定地物發(fā)射光譜特性的儀器是熱紅外波

3、譜儀、熱紅外輻射 計。1.4.2 實習前準備工作1.4.2.1 光譜測試儀器的標定測量儀器在采集數(shù)據(jù)前必須通過指定的定標實驗室的定標檢測，檢驗儀器的工作性 能。儀器的定標在室內(nèi)定標和實驗場地現(xiàn)場定標， 并在提交數(shù)據(jù)時附上相應(yīng)測量儀器的定 標報告。 若對同一種典型地物 （農(nóng)作物、巖礦、水體等）的相同觀測項目采用不同型號的 測量儀器，則必須在觀測實驗前到指定的實驗室或?qū)嶒瀳鲞M行統(tǒng)一校準和比對：即在相同 的條件下，同時測量同一目標，進行歸一化處理，分析各儀器的誤差，以精度高的儀器為5%;準，進行誤差訂正，并在提交數(shù)據(jù)時應(yīng)附上相應(yīng)測量儀器的比對報告。其中波譜儀與輻射 計的性能要求為：可見光、近紅外波段

4、波譜儀1波譜儀讀數(shù)時間漂移最大值，在0.381.1g 范圍平均不得超過2波譜儀的讀數(shù)的線性度誤差不得超過1%;3波譜儀在0.381.1m范圍波長絕對誤差平均不得超過0.8nm短波紅外波段波譜儀1在1.12.5范圍波譜儀讀數(shù)時間漂移最大值，平均不得超過2波譜儀讀數(shù)的線性度誤差不得超過3%;3波譜儀在1.12.5范圍波長絕對誤差平均不得超過2.0nm。熱紅外波譜儀1在4-20呵范圍波譜儀讀數(shù)的時間漂移最大值，平均不得超過2波譜儀讀數(shù)的線性度誤差不得超過5%。 熱紅外輻射計(812.5m和814m)1熱紅外輻射計讀數(shù)的時間漂移最大值，平均不得超過0.2K;2熱紅外輻射計讀數(shù)的4次方-線性之間的修正平

5、均誤差不得超過3熱紅外輻射計讀數(shù)的波長絕對誤差平均不得超過3%;5%;10%;1.422 數(shù)據(jù)采集輔助設(shè)備的狀態(tài)檢查野外數(shù)據(jù)采集輔助設(shè)備（數(shù)碼相機，手持GPS定位設(shè)備，數(shù)據(jù)采集終端）采用開機使用模式進行狀態(tài)檢查。選擇、聯(lián)系合適的測試目標與地點。1.4.2.3 實習方式建議每組4-6人，可見光-近紅外反射光譜測試2-3人，熱紅外輻射亮溫測試人。1野外分組測試，指導教師巡回檢查和集中檢查相結(jié)合；2水體測試選擇不同特征的河流段；3熱紅外輻射光譜的測試時間為24小時。1.5實驗步驟1.5.1 反射、發(fā)射光譜測試的基本步驟與方法準備階段1學習儀器與設(shè)備使用說明書，嚴禁違規(guī)操作；2領(lǐng)取儀器，認定責任人；3

6、預(yù)置光譜儀器參數(shù)、白板參數(shù)。注意事項：保護白板的表面不被污染。實測階段2-31進入選擇好的測試點;2架設(shè)光譜儀；3用羅盤測量光譜儀觀測方位角、俯角并記錄；4用羅盤測量太陽方位角、高度角并記錄；5采集數(shù)據(jù)；6非光譜記錄內(nèi)容包括氣象、水文、物理、化學和生物學等項，如：風速、風向、目 標物名稱、溫度、時間、地點、參加人員及具體的分工、天氣狀況、下墊面情況、儀器運 轉(zhuǎn)狀況、特殊情況說明等。注意事項1目標物的波譜與其質(zhì)地密切相關(guān)，因此在記錄輔助參數(shù)時必須嚴格、詳細地對該目 標進行描述，包括類型、成分、形狀、顏色等；2每一份記錄均需責任人簽名。數(shù)據(jù)處理階段1回放下載光譜數(shù)據(jù)；2計算光譜反射率；3繪制不同目

7、標、不同時間的光譜反射率曲線。綜合分析階段1利用已有典型地物的標準反射率曲線、較為成熟的模型、先驗知識并結(jié)合統(tǒng)計學方 法檢驗波譜數(shù)據(jù);2將初步檢驗結(jié)果與相應(yīng)的非波譜參數(shù)結(jié)合進行非自然目標的類型分析。1.5.2 Avantes 光譜儀測試地物波譜操作方法及實例1.5.2.1 Avantes 光譜儀相關(guān)參數(shù)及使用說明探測面陣：2048x14；光纖探頭角度25度；準直透鏡0-30度可調(diào)；Average表示間隔掃描時間；照標準白板時，反射率值需調(diào)整到100%；Scope模式下，調(diào)整積分時間，獲取并保存暗光譜和參考光譜；T模式下，再測暗光譜和參考光譜；如果調(diào)整了積分時間和平均次數(shù)的情況下，重新獲取并保存

8、暗光譜和參考光譜。1.5.2.2 實驗步驟儀器連接/軟件安裝及參數(shù)設(shè)置1軟件的安裝將軟件光盤插入CD-ROM中，點擊AvaSoft 7.2 for USB2進行安裝。2儀器的連接及軟件啟動將光譜儀、掃描探頭與電腦連接好后，第一次使用時會有一個硬件的安裝向?qū)?，安裝桌面繪的文檔完成后運行AvaSoft 7.2 for USB2。軟件的界面如下圖所示:Master File; LANXCNCoaiFn曲呷帥攻：訂帥 ghg：計sphre：OFF圖 1 AvaSoft 7.2 for USB2軟件界面圖首先使用File/Start New Experiment創(chuàng)建一個工程，根據(jù)需要對其進行命名，其默

9、認擴展名為*.kon,界面如下圖所示。Enter Xcw tjcpcrimcnt Vame?| AvaSoft? .2 IMO SPECTROMETER FOUND - 200B Avantesl- |x|sMI Heals合T 11 固疥瓜血向Erne; 1DQ口rlAveraga：1卅2吐3陸.：Ete Sstup吐的AppUcaCocii Help16.00015,000U.0OC11,00010.0009.01009,0005.000:阿Q :駟OU :1,000:0 . - . . . _ .1DD J04300 4DQ 5DD COO ?0QWavelength nmAverage

10、hDODintegradon timE m5wToWavelength nml|644.622mlblnoo3相關(guān)參數(shù)的設(shè)置在Setup菜單中調(diào)整Smoothing參數(shù)，為所使用的Smoothi ng參數(shù)，對于AvaSpec-2048-USB2光譜儀來說，應(yīng)將Smooth ing選項設(shè)置Fiber/Slit直徑選擇最優(yōu)化Smoothing參數(shù)一 般設(shè)置為1統(tǒng)便會自動調(diào)整 積分時間 和用于 光譜平均的次數(shù)，也可根據(jù)具體情況，進行手動設(shè)置。如Integration time |ms| 1 o oo此處打勾，表示采用 樣條函數(shù)4系統(tǒng)參數(shù)的優(yōu)化設(shè)置為避免氣象條件對光譜儀造成的影響，應(yīng)先針對當前的天氣狀

11、況，對系統(tǒng)參數(shù)進行一定程度的優(yōu)化。將光纖探頭對準標準白板，點擊菜單欄上的(Scope mode)，進入Scope模式；點擊start按鈕，獲得參考光譜，再按血按鈕，系按鈕轉(zhuǎn)換到光譜圖模式地物光譜測試獲取暗光譜將掃描探頭用探頭蓋蓋住，在Scope模式下，點擊SlZI”按鈕，獲取暗光譜。點擊菜單中的File/Save-Dark，或用鼠標點擊屏幕左上方的黑色框獲取參考光譜將探頭垂直對準標準白板，在Scope模式下，通過菜單選擇File/Save Referenee或3測定地物的反射波譜首先，點擊菜單欄中的按鈕，進入Tran smitta nee模式，再將探頭對準標準白板 以獲取當前模式下的參考光譜并存儲 ；再將光譜儀的探頭對準待測地物，得到地物的反射波譜曲線。者點擊屏幕左上方的白色框，以便保存參考光譜。以便保存暗光譜。4保存波譜當前所觀測的地物波譜。5查看保存的光譜點擊 菜單，選擇display saved graph。如下圖所示?？梢赃x擇菜單中的File/Save Experme nt，或者點擊工具條中的按紐，以便保存1.6提交的資料按照實