野外便携式地物光谱仪操作规范

地物光谱仪在户外主要利用太阳辐射作为照明光源,利用响应度定标数据,可测量并获得地物目标的光谱辐亮度;利用漫反射参考板对比测量,可获得目标的反射率光谱信息;通过对经过标定的漫反射参考板的测量,可获得地面的总照度以及直射、漫射照度光谱信息;利用特定的辅助测量机械装置,可获得地面目标的BRDF(方向反射因子)光谱信息参数。  

1.野外操作规范   

1.1 目标选取
选取测量目标要具有代表性,应能真实反映被测目标的平均自然性。对于植被冠层及用物的测量应考虑目标和背景的综合效应。

1.2 能见度的要求
对一般无严重大气污染地区,测量时的水平能见度要求不小10km。

1.3 云量限定
太阳周围90°立体角,淡积云量,无卷云、浓积云等,光照稳定。

1.4 风力要求
测量时间内风力小于5级,对植物,测量时风力小于3级。

1.5 测量方法
在10时00分至14时00分进行测量,每种地物光谱测量前,对准标准参考板进行定标校准,得到接近100%的基线,然后对着目标地物测量;为使所测数据能与卫星传感器所获得的数据进行比较,测量仪器均垂直向下进行测量。

2. 野外测谱注意事项 

2.1仪器的位置
仪器向下正对着被测物体,至少保持与水平面的法线夹角在±10°之内,保持一定的距离,探头距离地面高度通常在1m左右,以便获取平均光谱。视场范围可以根据相对高度和视场角计算。如果有多个镜头可选,则在野外尽量选择宽视场镜头。测量植物冠层光谱时,注意测量具有代表性的物种。

2.2视场角镜头的选择
当野外地物范围比较大,物种纯度比较高、观测距离比较近时,选用较大视场角的镜头;当地物分布面积较小时,或者物种在近距离内比较混杂,或需要测量远处地物时,则选用小视场角的镜头。

2.3避免阴影
测量时时必须避免阴影,人应该面向阳光,这样可以得到一致的测量结果。野外大范围测试光谱数据时,需要沿着阴影的反方向布置测点。

2.4漫反射参考板校正

天气较好无云时每隔10分钟就要用白板校正1次,防止传感器响应系统的漂移和太阳入射角的变化影响,如果天气较差,参考板校正应更频繁。校正时参考板应放置水平。

3.5防止光污染
不要穿带浅色、特色衣帽,如果穿戴白色、亮红色、黄色、绿色、蓝色的衣帽,就会改变反射物体的反射光谱特征。  要注意避免自身阴影落在目标物上。当使用定制测量杆或其他平台从高处测量地物目标时,要注意避免金属反光。

3.6观测时间和频度
地物光谱测试应在10~14时之间完成,并在无云晴朗的天空下进行,尽量避免过早或过晚。在时间允许情况下,尽量增加测量时间,以求增加光谱平均值,降低噪声和随机性。

3.7采集辅助数据
在所有的测试地点必须采集GPS数据,详细记录测点的位置、植被覆盖度、类型以及异常条件,同时以图片辅助记录测量,便于后续的数据解读分析。

3.结论:

野外地物光谱测量是一个需要综合考虑各种光谱影响因素的复杂过程,我们所获取的光谱数据是太阳高度角、太阳方位角、云、风、相对湿度、入射角、探测角、仪器扫描速度、仪器视场角、仪器的采样间隔、光谱分辨率、坡向、坡度及目标本身光谱特性等各种因素共同作用的结果。在选够地物光谱仪时应尽量考虑上述情况,可以在测量光谱数据的同时,记录下地理位置信息,图像信息,太阳高度角及方位角信息,,云,风,相对湿度,入射角,探测角等信息,以便在后期分析数据时排除各种干扰因素对所测结果的影响,使所得的光谱数据尽量反映目标本身的光谱特性,并在观测时详细记录环境参数、仪器参数以及观测目标(如土壤、植被、人工目标)的辅助信息。只有这样,所测结果才是可靠的并具有可比性,为以后的图像解析和光谱重建提供依据。

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