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。

②移开标准板对准地物，读取数据Vg。

③重复步骤①②，测量5—9次，记录数据，计算平均值。

④更换目标，做好信息记录，重复①—③步骤。

⑤整理数据，根据上述公式计算反射率

()λ

ρg

，标准板的反射率

()λ

ρs

为已知值。

仪器安装注意事项：

➢测量高度：仪器保持水平架设，离被测地物表面距离不小于1m。➢几何关系：仪器轴线与天顶的倾斜角<±2°，标准面水平放置。

5、分析实测结果

①根据计算结果，准确绘出地物光谱反射率曲线图。

②根据所绘曲线，比较不同地物光谱特征，分析在遥感影上可能产生的差异。

③分析实习过程中可能引起误差的因素。

五实习要求

每个同学独立完成实验，并提交书面实验报告。实验内容包括：实验目的、实验原理及方法、实验仪器、实验结果与分析。

实验结果与分析具体内容：准确绘出地物光谱反射率曲线图6张（同一地物在顶光、顺光、逆光三种情况下的合成图，每一种地物各一张，共3张；不同地物反射率曲线合成图，分为顶光、顺光、逆光三种，共3张；）；根据所绘曲线，比较同一地物在顶光、顺光、逆光三种情况下，反射率的差异及内部规律；根据所绘曲线，比较不同地物光谱特征，分析其在遥感影上可能产生的差异，分乔木、灌木、草本。

六附几种地物的光谱测定值

紫叶小檗光谱反射率

λ/nm a1b1c1a2b2c2a1-a2b1-b2c1-c2

400 1.3 1.3 1.400.250.2 1.3 1.05 1.2

425 1.42 1.38 1.480.250.350.15 1.17 1.03 1.33

450 1.6 1.58 1.650.250.40.38 1.35 1.18 1.27

475 1.85 1.8 1.920.60.60.58 1.25 1.2 1.34

500 1.7 1.7 1.80.480.550.5 1.22 1.15 1.3

525 1.68 1.6 1.680.550.50.45 1.13 1.1 1.23

550 1.58 1.34 1.680.350.450.4 1.230.89 1.28

575 1.6 1.55 1.620.250.50.38 1.35 1.05 1.24

600 1.38 1.32 1.40.20.20.25 1.18 1.12 1.15

625 1.121 1.200.10 1.120.9 1.2

6500.80.450.60000.80.450.6

675 1.6 1.65 1.750.450.60.7 1.15 1.05 1.05

700 1.7 1.7 1.8 1.1 1.20.90.60.50.9

750 1.7 1.8 1.9 1.25 1.4 1.20.450.40.7

850 1.85 1.85 1.95 1.45 1.5 1.450.40.350.5

950 1.6 1.6 1.7 1.3 1.25 1.350.30.350.35

1050 1.5 1.5 1.6 1.1 1.2 1.20.40.30.4

刺柏光谱反射率

λa1b1c1a2b2c2a1-a2b1-b2c1-c2 400 1.5 1.25 1.400.250 1.51 1.4 425 1.45 1.35 1.600.20 1.45 1.15 1.6 450 1.65 1.65 1.700.30 1.65 1.35 1.7 475 1.85 1.85 1.90.20.50.3 1.65 1.35 1.6 500 1.65 1.65 1.650.10.450 1.55 1.2 1.65 525 1.5 1.55 1.650.40.50.4 1.1 1.05 1.25 550 1.5 1.5 1.550.30.50.3 1.21 1.25 575 1.4 1.45 1.50.150.450.35 1.251 1.15 600 1.25 1.25 1.3500.30.5 1.25950.85 62511 1.100.5010.5 1.1 6500.40.40.4500.3500.40.050.45 675 1.15 1.6 1.80.0500.25 1.1 1.6 1.55 700 1.7 1.65 1.80.950.950.950.750.70.85 750 1.85 1.8 1.9 1.1 1.45 1.250.750.350.65 850 1.9 1.85 1.95 1.4 1.35 1.350.50.50.6 950 1.6 1.55 1.15 1.15 1.210.450.350.15 1050 1.5 1.45 1.551 1.15150.30.55

草坪光谱反射率

λa1b1c1a2b2c2a1-a2b1-b2c1-c2 400 1.56 1.5 1.6200.10 1.56 1.4 1.62 425 1.55 1.52 1.5800.10.04 1.55 1.42 1.54 450 1.72 1.68 1.760.30.30.3 1.42 1.38 1.46 475 1.94 1.9 1.980.420.540.38 1.52 1.36 1.6 500 1.8 1.8 1.880.260.580.38 1.54 1.22 1.5 525 1.8 1.74 1.860.520.740.64 1.281 1.22 550 1.72 1.94 1.820.560.880.78 1.16 1.06 1.04 575 1.74 1.74 1.820.480.760.7 1.260.98 1.12 600 1.48 1.38 1.540.140.30.26 1.34 1.08 1.28 625 1.22 1.14 1.24000 1.22 1.14 1.24 6500.580.460.580000.580.460.58 675 1.7 1.66 1.760.380.640.54 1.32 1.02 1.22 700 1.82 1.74 1.84 1.16 1.34 1.320.660.40.52 750 1.88 1.84 1.9 1.5 1.7 1.640.380.140.26 850 1.94 1.86 1.98 1.66 1.74 1.780.280.120.2 950 1.62 1.6 1.66 1.38 1.46 1.440.240.140.22 1050 1.56 1.52 1.6 1.3 1.38 1.40.260.140.2注：

a1代表顶光观测值 a2代表顶光空白对照观测值

b1代表顺光观测值 b2代表顺光空白对照观测值

c1代表逆光观测值 c2代表逆光空白对照观测值