实验1——地物光谱的测试
地物光谱反射率的野外测定
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。
新《遥感原理》实验指导书
《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）。
地物光谱 实验报告
地物光谱实验报告地物光谱实验报告一、引言地物光谱是指地球表面上各种物质对太阳辐射的反射和吸收特性。
通过对地物光谱的研究，可以了解地球表面的组成、结构和特征，对于地质勘探、环境监测和农业生产等领域具有重要意义。
本实验旨在通过测量不同地物的光谱曲线，探究地物的反射和吸收特性。
二、实验方法1. 实验材料准备本实验使用的材料有：植物叶片、土壤样本、水样本、红外线灯、光谱仪等。
2. 实验步骤(1) 将植物叶片、土壤样本和水样本分别放置在光谱仪下方，保持距离一致。
(2) 打开光谱仪，选择合适的测量模式。
(3) 调整光谱仪的参数，确保测量的准确性。
(4) 依次测量植物叶片、土壤样本和水样本的光谱曲线。
(5) 记录测量结果，并进行数据分析。
三、实验结果与分析1. 植物叶片的光谱曲线通过测量不同植物叶片的光谱曲线，我们可以观察到不同波长的光线在叶片上的反射和吸收情况。
一般来说，叶绿素对绿光的吸收最强，因此叶片在绿光下呈现出较暗的颜色。
而在红光和蓝光下，叶片的反射率较高，因此呈现出较亮的颜色。
2. 土壤样本的光谱曲线土壤样本的光谱曲线受土壤成分和湿度等因素的影响较大。
一般来说，泥质土壤在近红外区域的反射率较高，而砂质土壤在可见光区域的反射率较高。
此外，土壤湿度的增加会导致光谱曲线向长波段方向移动。
3. 水样本的光谱曲线水样本的光谱曲线与水的透明度和溶解物质的浓度有关。
一般来说，纯净的水在可见光区域的反射率较低，而在红外区域的反射率较高。
当水中溶解物质的浓度增加时，光谱曲线会发生变化，反射率会随之增加或减小。
四、实验结论通过本实验的测量和分析，我们得出以下结论：1. 植物叶片的光谱曲线受叶绿素的吸收作用影响较大，不同波长的光线在叶片上的反射和吸收情况不同。
2. 土壤样本的光谱曲线受土壤成分和湿度的影响，不同类型的土壤在不同波长的光线下的反射率不同。
3. 水样本的光谱曲线受水的透明度和溶解物质的浓度影响，纯净水在可见光区域的反射率较低。
地物光谱反射率的测定
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
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。
地物光谱特性曲线测定实验报告
实验课程及编号：地物光谱特性曲线测量及分析 实验项目及编号： 报告
姓名： 人
指导教师： 学号：
姓名：
学号：
实验员：
同 组 姓名： 人员 姓名：
学号： 学号：
姓名：
时 间 实验 软件 硬件 设备
2017 年 10 月 31 日 10：00—11：00 Avasoft7.8 光谱仪、手提电脑、白板与黑板、光纤
图1
Transmittance [% transmittance]
35 30 25 20 15
吉林大学 10 5 0
Wave[nm]
Wave（nm）
二、实验结果（可单独附页）
25 20 15 10
5 0
Transmittance [% transmittance
400 423 446 469 492 515 538 561 584 607 630 653 676 699 722 745 768 791 814 837 860 883 906 929 952 975 998 1021 1044 1067 1090
图2
Transmittance [%
transmittance]
400 425 450 475 500 525 550 575 600 625 650 675 700 725 750 775 800 825 850 875 900 925 950 975 1000 1025 1050 1075 1100
各种物体，由于其结构与组成的成分形状是不一样的。
地物波谱特性（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 别探测地物与标准板，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就 是该地物的波谱特性。
地物光谱反射实验报告
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。
读书报告——地物光谱及其测量
读书报告——地物光谱及其测量一、电磁辐射的微观机制自然界中任何地物都具有其自身的电磁辐射规律，如具有反射，吸收外来的紫外线、可见光、红外线和微波的某些波段的特性，它们又都具有发射某些红外线、微波的特性；少数地物还具有透射电磁波的特性，这种特性称为地物的光谱特性。
物体及射和发射电磁波的,本领随波长的改变而改变的特性，称地物的波谱特征。
而地物产生电磁辐射的微观机制为如下：1、光的吸收与发射电子、原子核、分子的振动和转动都有能级，当入射光子能量与这些能及的某两级的能量差相当时，就会被吸收，且发出相应的能及跃迁；而由高能级向低能级跃迁时，就会发射击电磁辐射。
其频率由两级的能量差决定。
所以不同的能级跃迁的就会产生不同谱段的电磁辐射。
2、反射10 秒，物体内部粒子吸收光子后，由基态跃迁为激发态，通常粒的种激发态极短，约8之后随发射与吸收光子频率相同的光子后，粒子又复原来的能量状态，温度并无变化，这个过程就是反射，即反射：吸收光子＋高能级跃迁——快速低能级跃迁＋放出光子3、吸收1) 有些激发态能级的寿命特别长称亚稳定态，粒子吸收光子进入这些激发态后并非立即放出光子而向下跃迁，而会滞留一段时间，这时间物体内部的能量会增加，温度上升。
这过程就是一般所说的吸收。
2)粒子吸收光子后将其能量转化为化学能4、热辐射热辐射：电子云相互碰撞，造成低能级的轨道跃迁，放出光子，物体温度下降。
5、透射如入射光子的能量与物体内部所有粒子的能级差都不同，那么入射光将不会被子吸收而发生透射。
6、荧光效应某些物质中的粒子（电子）吸收光子进入激发态后，可以级联方式跃迁回基态，因而可以吸收某一波长的能量，再了出另一不同波的光子。
这就是荧光效应。
电磁辐射射到物体上有三个分量：反射、吸收和透射。
分别用反射率，吸收率和透射率来表示。
反射率=反射能量/入射能量；吸收率=吸收能量/入射能量；透射率=透射能量/入射能量。
由于自然界大部分物体不透明，所以可以认为吸收率=1-反射率，因此，高反向率的物体是弱发射体，同时也说明对绝大部分地物，只要测定其反射率就可以推算其发射率。
光谱实验报告
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——地物光谱的测试
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。
野外地物波谱测试实验指导
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（）。
地物光谱测量实验报告
地物光谱测量实验报告一实验目的1.掌握地物反射波谱测量的基本原理2.了解典型地物类型的光谱特征，并通过测量得到其反射光谱曲线植被土壤水体3.通过实验更深入的了解表征辐射的物理量、以及地表同入射光的作用机制辐射亮度L (radiance)反射率R (reflectance)二实验器材1.fieldspec 3，产自美国ASD公司，其数据间隔为1nm，光谱范围350nm-2500nm2.手提电脑3.白板和灰板三实验步骤将地物与已知反射率的白板（标准板）相比较，求出地物反射率R具体操作：1 光谱仪探头对准白板优化(OPT)2 点击RAD图标3 按空格键存储4 光谱仪探头对准目标地物5 按空格键存储四实验结果1植被的反射波谱特征1 ）不同种类的植物均具有相似的反射波谱曲线2 ）可见光区域，由于叶绿素的强烈吸收，植物的反射、透射率均低，仅在0.55附近有一10-20%的反射峰而呈绿色。
3 ）近红外区域，在0.7—1.3之间形成50-60%的强反射峰，由于不同种植物的叶内细胞结构差异大，不同种植物的反射率在该波段具有最大的差值，故是区分植物种类的最低波段。
4 ）1.45、1.95、2.7为中心的三个吸收带为水吸收带，高斯曼发现，还三人吸收带之间的两个反射峰（1.65及2.2）上，各值与非多汁植物反射率差别非常明显。
两图皆较符合其光谱特征2水体的反射波谱特征反射率在各波段内都低（一般在3%左右），在可见光部分为4-5%，在0.6处降至2-3%，到0.75以后的近红外波段，水成了全吸收体。
可以看出，可见光波段反射率逐渐降低，在红外波段，水成为完全吸收体。
两图的差异反应出水全反射部分的影响。
3土壤的反射波谱特征1）反射率：与土壤质地、有机质含量、氧化含量和含水量及盐份等因素有关；粉砂>砂土>腐质土。
2）反射光谱曲线由可见光到红外呈舒缓向上的缓倾延伸可以看出，四图的土壤光谱特征大致呈相同的逐渐缓慢增长的趋势。
地物光谱仪的测量步骤
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。
- 1 -。
遥感地学分析实验——实验一：目标地物反射波谱的测量
实验一：目标地物反射波谱的测量（3学时）
原理与方法
地物光谱反射率野外测定的原理可参看相应教材，这里不再进行赘述。
实习采用垂直测量的方法，计算公式如下：
)()()
()(λρλλλρs V V s ⋅=
（1.1）
式中：)(λρ为被测物体的反射率，)(λρs 为标准板的反射率，)(λV 、)(λs V 分别为测量
物体和标准板的仪器测量值。
实验仪器
1 可见光-近红外光谱辐射计，波长范围0.4～2.5m μ（有0.4～1.1m μ或1.3～2.5m μ两种仪器），以其性能稳定，便于携带，数据的提取比较容易。
表1-1列出了目前常用的光谱仪，仪器的具体使用方法可参见相关的仪器说明书。
2 标准参考板（白板或灰板）。
表1-1 常见的光谱辐射仪
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学习绘制地物反射光谱曲线。
实验报告
内容包括：目的、仪器、测量目标基本信息、环境参数表、测试数据表、一组反射率曲线图、误差分析等。
地物光谱测定实习报告
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。
实验一-地物光谱反射率的野外测定
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。
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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。
其中波谱仪与辐射计的性能要求为：
⑴可见光、近红外波段波谱仪
①波谱仪读数时间漂移最大值，在0.38－1.1μm 范围平均不得超过3％；
②波谱仪的读数的线性度误差不得超过1％；
③波谱仪在0.38－1.1μm 范围波长绝对误差平均不得超过0.8nm。
⑵短波红外波段波谱仪
①在1.1－2.5μm 范围波谱仪读数时间漂移最大值，平均不得超过5％；
②波谱仪读数的线性度误差不得超过3％；
③波谱仪在1.1－2.5μm 范围波长绝对误差平均不得超过2.0nm。
⑶热红外波谱仪
①在4－20μm 范围波谱仪读数的时间漂移最大值，平均不得超过10％；
②波谱仪读数的线性度误差不得超过5％。
⑷热红外辐射计（8－12.5μm 和8－14μm）
①热红外辐射计读数的时间漂移最大值，平均不得超过0.2K；
②热红外辐射计读数的4次方－线性之间的修正平均误差不得超过5％；
③热红外辐射计读数的波长绝对误差平均不得超过0.2μm。
1.4.
2.2 数据采集辅助设备的状态检查
野外数据采集辅助设备（数码相机，手持GPS定位设备，数据采集终端）采用开机使用模式进行状态检查。
选择、联系合适的测试目标与地点。
1.4.
2.3 实习方式
建议每组4-6人，可见光-近红外反射光谱测试2-3人，热红外辐射亮温测试2-3人。
①野外分组测试，指导教师巡回检查和集中检查相结合；
②水体测试选择不同特征的河流段；
③热红外辐射光谱的测试时间为24小时。
1.5实验步骤
1.5.1 反射、发射光谱测试的基本步骤与方法
⑴准备阶段
①学习仪器与设备使用说明书，严禁违规操作；
②领取仪器，认定责任人；
③预置光谱仪器参数、白板参数。
注意事项：保护白板的表面不被污染。
⑵实测阶段
①进入选择好的测试点；
②架设光谱仪；
③用罗盘测量光谱仪观测方位角、俯角并记录；
④用罗盘测量太阳方位角、高度角并记录；
⑤采集数据；
⑥非光谱记录内容包括气象、水文、物理、化学和生物学等项，如：风速、风向、目标物名称、温度、时间、地点、参加人员及具体的分工、天气状况、下垫面情况、仪器运转状况、特殊情况说明等。
注意事项
①目标物的波谱与其质地密切相关，因此在记录辅助参数时必须严格、详细地对该目标进行描述，包括类型、成分、形状、颜色等；
②每一份记录均需责任人签名。
⑶数据处理阶段
①回放下载光谱数据；
②计算光谱反射率；
③绘制不同目标、不同时间的光谱反射率曲线。
⑷综合分析阶段
①利用已有典型地物的标准反射率曲线、较为成熟的模型、先验知识并结合统计学方法检验波谱数据；
②将初步检验结果与相应的非波谱参数结合进行非自然目标的类型分析。
1.5.2 Avantes光谱仪测试地物波谱操作方法及实例
1.5.
2.1 Avantes光谱仪相关参数及使用说明
⑴ 探测面阵：2048x14；
⑵ 光纤探头角度25度；
⑶ 准直透镜0-30度可调；
⑷ Average表示间隔扫描时间；
⑸ 照标准白板时，反射率值需调整到100%；
⑹ Scope模式下，调整积分时间，获取并保存暗光谱和参考光谱；
⑺ T模式下，再测暗光谱和参考光谱；
⑻ 如果调整了积分时间和平均次数的情况下，重新获取并保存暗光谱和参考光谱。
1.5.
2.2 实验步骤
⑴仪器连接/软件安装及参数设置
①软件的安装
将软件光盘插入CD-ROM中，点击AvaSoft 7.2 for USB2进行安装。
②仪器的连接及软件启动
将光谱仪、扫描探头与电脑连接好后，第一次使用时会有一个硬件的安装向导，安装完成后运行AvaSoft 7.2 for USB2。
软件的界面如下图所示：
图1 AvaSoft 7.2 for USB2软件界面图
首先使用File/Start New Experiment创建一个工程，根据需要对其进行命名，其默认
扩展名为*.kon，界面如下图所示。
图2
③相关参数的设置
在Setup菜单中调整Smoothing参数，为所使用的Fiber/Slit直径选择最优化Smoothing参数，对于AvaSpec-2048-USB2光谱仪来说，应将Smoothing选项设置为1。
图3
④系统参数的优化设置
为避免气象条件对光谱仪造成的影响，应先针对当前的天气状况，对系统参数进行一定
程度的优化。
将光纤探头对准标准白板，点击菜单栏上的按钮转换到光谱图模式(Scope mode)，进入Scope模式；点击start按钮，获得参考光谱，再按按钮，系统便会自动调整积分时间和用于光谱平均的次数，也可根据具体情况，进行手动设置。
如下图所示：
图4
⑵地物光谱测试
①获取暗光谱
将扫描探头用探头盖盖住，在Scope模式下，点击按钮，获取暗光谱。
点击菜单中的File/Save-Dark，或用鼠标点击屏幕左上方的黑色框，以便保存暗光谱。
②获取参考光谱
将探头垂直对准标准白板，在Scope模式下，通过菜单选择File/Save Reference或者点击屏幕左上方的白色框，以便保存参考光谱。
③测定地物的反射波谱
首先，点击菜单栏中的按钮，进入Transmittance模式，再将探头对准标准白板以获取当前模式下的参考光谱并存储；
再将光谱仪的探头对准待测地物，得到地物的反射波谱曲线。
④保存波谱
可以选择菜单中的File/Save Experment，或者点击工具条中的按纽，以便保存当前所观测的地物波谱。
⑤查看保存的光谱
点击菜单，选择display saved graph。
如下图所示。
图5
1.6提交的资料
按照实习指导书中的参考格式撰写实习报告。
内容包括：
①实习时间、地点、组织形式、参加人员；
②实习任务、实验设备、光谱测量方案；
③实施流程、任务分工、数据记录、干扰因素记录，环境要素记录、测试模式；
④数据处理方案、算法，绘制的原始光谱曲线；
⑤光谱曲线与数据分析的理论基础，分析方法、处理结果、结论与建议；
⑥实习收获、体会。