地物光譜反射率的野外測定

1、實(shí)驗(yàn)一地物光譜反射率的野外測定一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、學(xué)習(xí)地物光譜的測定方法2、認(rèn)識地物光譜反射率的規(guī)律3、掌握繪制地物反射光譜曲線的方法二、原理及方法地物光譜反射率的野外測定原理主要是利用電磁輻射和各地物光譜特征進(jìn)行測定（參照 課本）。實(shí)驗(yàn)采用垂直測量方法，計(jì)算公式為：V= sVs式中，陽）為被測物體的反射率,傳0協(xié)標(biāo)準(zhǔn)板的反射率，V0）, Vs（"）分別為測量 物體和標(biāo)準(zhǔn)板的儀器測量值。三、實(shí)驗(yàn)儀器1、 可見光一近紅外光譜輻射計(jì)，波長范圍 0.42.5 m（有0.41.1 m或1.3 2.5 m二種儀器），儀器性能穩(wěn)定，攜帶方便，數(shù)據(jù)提取容易。表 1.1列出了目前常用的光譜儀。2、標(biāo)準(zhǔn)參

2、考板（白板或灰板）。表1.1常見的光譜輻射儀型號生產(chǎn)地波長范圍/mWDY 850地面光譜輻射計(jì)中科院長春光機(jī)所0.38-0.85DG 1野外光譜輻射計(jì)中科院安徽光機(jī)所0.4-1.1SRM1200野外光譜輻射計(jì)日本0.38-1.2SE- 590便攜式光譜輻射計(jì)美國0.38-1.1WDY 2500紅外地物光譜輻射計(jì)長春0.8-2.5DG2里外光譜輻射計(jì)安徽1.3-2.5DW地物光譜儀北京師范大學(xué)0.4-1.1四、實(shí)驗(yàn)步驟1、測量目標(biāo)和條件的選擇環(huán)境：無嚴(yán)重大氣污染，光照穩(wěn)定，無卷云或濃積云，風(fēng)力小丁3級，避開陰影和強(qiáng)反射體的影響（測量者不穿白色服裝）。時間：地方時9: 3014: 30。取樣：選擇

3、物體自然狀態(tài)的表面作為觀測面，取樣面積大丁地物自然表面起伏和不均勻 的尺度，被測目標(biāo)面要充滿視場。標(biāo)準(zhǔn)板：標(biāo)準(zhǔn)板表面與被測地物的宏觀表面相平行，與觀測儀器等距，并充滿儀器視場， 保證板面活潔。2、記錄測量目標(biāo)基本信息主要內(nèi)容如下：土壤：土類、土屆、土種；地貌類型、成土母質(zhì)、侵蝕狀況；干濕度、粗糙度等。植被：植物名稱、所屆類別、覆蓋率、生長狀況、葉色、高度等。水體：水體名稱、水體狀況、水色、水溫、透明度、泥沙含量、葉綠素含量、污染狀況 等。人工目標(biāo)：目標(biāo)名稱、內(nèi)容描述、估算面積、幾何特征、表面顏色、坡度、坡面等。巖礦：巖礦名稱、所屆類別、植被覆蓋及名稱、土壤覆蓋及名稱、巖礦露頭面積、所屆 構(gòu)造、

4、地質(zhì)年代、風(fēng)化狀況等。3、記錄環(huán)境參數(shù)主要內(nèi)容如表1.2,內(nèi)容由教學(xué)教師定，制成表格填寫。見附表。4、安裝儀器開始測試 對準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)板，讀取數(shù)據(jù)為 Vs。 移開標(biāo)準(zhǔn)板對準(zhǔn)地物，讀取數(shù)據(jù) Vg。 重復(fù)步驟，測量5- 9次，記錄數(shù)據(jù)，計(jì)算平均值。 更換目標(biāo)，做好信息記錄，重復(fù)一步驟。 整理數(shù)據(jù)，根據(jù)上述公式計(jì)算反射率 Pg"）,標(biāo)準(zhǔn)Ps（-）為已知值。儀器安裝注意事項(xiàng)：測量高度：儀器保持水平架設(shè)，離被測地物表面距離不小丁1m。幾何關(guān)系：儀器軸線與天頂?shù)膬A斜角 v±2。，標(biāo)準(zhǔn)面水平放置。5、分析實(shí)測結(jié)果 根據(jù)計(jì)算結(jié)果，準(zhǔn)確繪出地物光譜反射率曲線圖。 根據(jù)所繪曲線，比較不同地物光譜特征

5、，分析在遙感影上可能產(chǎn)生的差異。 分析實(shí)習(xí)過程中可能引起誤差的因素。五、實(shí)驗(yàn)要求每個同學(xué)獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)，并提交書面實(shí)驗(yàn)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括：實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理及 方法、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析具體內(nèi)容：準(zhǔn)確繪出地物光譜反射率曲線圖 6張（同一地物在頂光、順 光、逆光三種情況下的合成圖，每一種地物各一張，共3張；不同地物反射率曲線合成圖，分為頂光、順光、逆光三種，共 3張；）；根據(jù)所繪曲線，比較同一地物在頂光、順光、逆光 三種情況下，反射率的差異及內(nèi)部規(guī)律；根據(jù)所繪曲線，比較不同地物光譜特征，分析其在 遙感影上可能產(chǎn)生的差異，分喬木、灌木、草本。六、附幾種地物的光譜測定值紫葉小栗光譜

6、反射率aib1C1a2b2C2a1-a2b1-b2C1-C24001.31.31.400.250.21.31.051.24251.421.381.480.250.350.151.171.031.334501.61.581.650.250.40.381.351.181.274751.851.81.920.60.60.581.251.21.345001.71.71.80.480.550.51.221.151.35251.681.61.680.550.50.451.131.11.235501.581.341.680.350.450.41.230.891.285751.61.551.620.250.5

7、0.381.351.051.246001.381.321.40.20.20.251.181.121.156251.1211.200.101.120.91.26500.80.450.60000.80.450.66751.61.651.750.450.60.71.151.051.057001.71.71.81.11.20.90.60.50.97501.71.81.91.251.41.20.450.40.78501.851.851.951.451.51.450.40.350.59501.61.61.71.31.251.350.30.350.3510501.51.51.61.11.21.20.40.3

8、0.4刺柏光譜反射率aib1C1a2b2C2a1-a2b1-b2C1-C24001.51.251.400.2501.511.44251.451.351.600.201.451.151.64501.651.651.700.301.651.351.74751.851.851.90.20.50.31.651.351.65001.651.651.650.10.4501.551.21.655251.51.551.650.40.50.41.11.051.255501.51.51.550.30.50.31.211.255751.41.451.50.150.450.351.2511.156001.251.25

9、1.3500.30.51.25950.85625111.100.5010.51.16500.40.40.4500.3500.40.050.456751.151.61.80.0500.251.11.61.557001.71.651.80.950.950.950.750.70.857501.851.81.91.11.451.250.750.350.658501.91.851.951.41.351.350.50.50.69501.61.551.151.151.210.450.350.1510501.51.451.5511.15150.30.55草坪光譜反射率a1b1C1a2b2C2a1-a2b1-b

10、2C1-C24001.561.51.6200.101.561.41.624251.551.521.5800.10.041.551.421.544501.721.681.760.30.30.31.421.381.464751.941.91.980.420.540.381.521.361.65001.81.81.880.260.580.381.541.221.55251.81.741.860.520.740.641.2811.225501.721.941.820.560.880.781.161.061.045751.741.741.820.480.760.71.260.981.126001.481

11、.381.540.140.30.261.341.081.286251.221.141.240001.221.141.246500.580.460.580000.580.460.586751.71.661.760.380.640.541.321.021.227001.821.741.841.161.341.320.660.40.527501.881.841.91.51.71.640.380.140.268501.941.861.981.661.741.780.280.120.29501.621.61.661.381.461.440.240.140.2210501.561.521.61.31.38

12、1.40.260.140.2注a 1代表頂光觀測值a2代表頂光空白對照觀測值bi代表順光觀測值b2代表順光空白對照觀測值c i代表逆光觀測值c2代表逆光空白對照觀測值紫葉小栗光譜反射率入/ nm頂光/%順光逆光40058.96.34256.89.34.74504.56.65.44755.66.34.650067.155257.47.95.95505.912.95.35754.58.95.86006.67.67.16257.612.66.36501635.525.16757.18.98.970025.131.61.2675035.539.82085039.844.731.695050.144.7

13、44.7105039.850.139.8入頂光順光逆光4002.842.44252.83.82.94503.84.23.54753.14.42.55002.963.25255.31065506.98.79.15755.510.57.66004.68.35.362567.25.865026.334.726.36754.89.6670021.939.830.275041.772.450.985052.575.963.195057.572.460.3105054.972.463.1草坪光譜反射率刺柏光譜反射率入頂光順光逆光4003.21044253.67.12.545024.51.947524.52

14、.55002.86.325257.98.95.65506.3105.65755.6107.16005.611.214.16251031.67.965039.889.135.56757.92.52.870017.92014.175017.844.922.485031.631.625.195035.544.770.8105031.650.128.2紫葉小栗光譜反射率曲線-小栗頂光小栗順光-小栗逆光600501059 055 n5/ 0075/6056 520 006 5/5 o§ 520 On5 5/4 A54 524 004 o o o o o o 5 4 3 2 1率射反波長（入/n

15、m）刺柏光譜反射率曲線刺柏頂光刺柏順光.刺柏逆光波長（入/nm）059 058 n5/ OU7 5/6 056 520 nwuo 5/5 o§ 595 nwn5 5/4 054100% 80p 60率射40反CC200草坪光譜反射率曲線草坪頂光草坪順光草坪逆光8070605040059 055 n5/ On7 5/6 056 520 006 5/5 o§ 520 On5 5/4 A54 524射30反20100波長（入/nm）依圖分析：波長在400nm到625nm之間的時候，隨著波長的增加，反射率沿著比較小的 幅度增加，至U 625nm的時候隨著波長的增加反射率增加的速度加

16、快，625-675nm之間達(dá)到第一個高峰，在675nm左右達(dá)到最低點(diǎn)，隨后隨著波長的增加反射率不 斷增加，且增加速度很快，大概在800nm左右隨著波長的增加，反射率變化不大。 之后隨著波長的增加，反射率維持在一個比較穩(wěn)定的水平?？偟膩碚f，順光的反射率相對逆光和頂光來說反射率會大些，但是對不同的植物來說乂有其自身的差異。紫葉小舞的順光反射率基本上都要高些，只是在 900nm到1000nm的時候頂光的反射率高丁順光的反射率。在 675nm到950nm左 右明顯低丁頂光和順光，且在 700nm的時候達(dá)到最低點(diǎn)。刺柏在 600nm到675nm 的時候，頂光的反射率比順光和逆光的反射率高的程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大丁小

17、舞和草坪的反 射率，且順光的反射率在750nm左右的時候達(dá)到第二個高峰。草坪在波長 625nm 至U 675nm的時候頂光和逆光的反射率相等， 在675nm以后，順光逆光頂光，它 們在675nm到800nm之間隨波長的增加都顯著增加，但是沒有交義。7060 % 50 p 40 率30 射30 反2010地物反射率曲線小栗頂光刺柏頂光草坪頂光059 nwao n57 nwu7 5ZO Oso 520 nwuo 5X0 o§ 520 nwn5 A5波長（入/nm）地物反射率曲線100廠059 nwao 057 007 5ZO 050 520 On6 5Z5 o§ 520 On5

18、 05波長（入/nm）地物反射率曲線-y'八F汶 1八/I"r r* - + I V/1j.l|j|i|j|jCOOocxrOLxrO1W1 ovo UMJ1 0X30 OK3D1 OIXD OXJ1 oouo ccuo OJO波長（入/nm）8070% 60P 50去40射30反2010 0小栗逆光刺柏逆光草坪逆光依圖分析：他們在不同波段的反射率的總體趨勢上面已經(jīng)分析了,比較來說，400nm到625nm之間隨著波長的增加三種地物的反射率差異不明顯，在625nm到675nmtt到第一個高峰，且在這一階段，刺柏的反射率明顯高丁另外兩種。675nm以后，頂光時，反射率，草坪 小舞刺柏，草坪的反射率明顯高丁余者，且刺柏在750nm 左右達(dá)到第二個高峰，但是明顯小丁第一個峰值。逆光時，在850nm右，反射率都普遍高丁第一個高峰，且刺柏出現(xiàn)第二個高峰