論文摘要 在遙感技術中，為了(le)更地判讀多光(guang)(guang)譜圖像，掌握(wo)地面上(shang)各種地物的光(guang)(guang)譜輻射特性是十分重要的。介紹(shao)FieldSpec?誖 HandHeld 手持便攜式(shi)光(guang)(guang)譜分析(xi)儀(yi)的測量原理方法(fa)、工作規范及注意事(shi)項(xiang)，概要地說明了(le)影響光(guang)(guang)譜測量的因素。 
　　 
　　　　 
　　在遙感領域(yu)中(zhong)，為(wei)了研究各種不同地物(wu)或(huo)在野外(wai)(wai)自然條(tiao)件(jian)下的(de)(de)可(ke)見和(he)近紅外(wai)(wai)波(bo)段反射(she)光(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)(pu)，需要適用(yong)(yong)于野外(wai)(wai)測(ce)量(liang)(liang)的(de)(de)光(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)(pu)儀(yi)(yi)器(qi)。對野外(wai)(wai)地物(wu)光(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)(pu)進行測(ce)量(liang)(liang)，我(wo)們使用(yong)(yong)的(de)(de)是美(mei)國ASD公(gong)司FieldSpec?誖(bei)HandHeld 手持便攜(xie)式(shi)光(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)(pu)分析儀(yi)(yi)。其(qi)主要技(ji)術指標(biao)(biao)(biao)為(wei)：波(bo)長(chang)范圍為(wei)300~1 100nm，光(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)(pu)采樣間隔為(wei)1.6nm，靈敏(min)度(du)線(xian)性：±1%。FieldSpec?誖(bei)HandHeld手持便攜(xie)式(shi)光(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)(pu)分析儀(yi)(yi)可(ke)用(yong)(yong)于戶(hu)外(wai)(wai)目(mu)標(biao)(biao)(biao)可(ke)見—近紅外(wai)(wai)波(bo)段的(de)(de)光(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)(pu)輻(fu)射(she)測(ce)量(liang)(liang)。該光(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)(pu)儀(yi)(yi)在戶(hu)外(wai)(wai)主要利(li)(li)用(yong)(yong)太(tai)陽輻(fu)射(she)作(zuo)為(wei)照(zhao)明光(guang)(guang)源，利(li)(li)用(yong)(yong)響應度(du)定(ding)標(biao)(biao)(biao)數據，可(ke)測(ce)量(liang)(liang)并獲(huo)得(de)(de)(de)地物(wu)目(mu)標(biao)(biao)(biao)的(de)(de)光(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)(pu)輻(fu)亮度(du)；利(li)(li)用(yong)(yong)漫(man)反射(she)參考板(ban)對比測(ce)量(liang)(liang)，可(ke)獲(huo)得(de)(de)(de)目(mu)標(biao)(biao)(biao)的(de)(de)反射(she)率光(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)(pu)信息；通(tong)過對經(jing)過標(biao)(biao)(biao)定(ding)的(de)(de)漫(man)反射(she)參考板(ban)的(de)(de)測(ce)量(liang)(liang)，可(ke)獲(huo)得(de)(de)(de)地面的(de)(de)總(zong)照(zhao)度(du)以(yi)及直(zhi)射(she)、漫(man)射(she)照(zhao)度(du)光(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)(pu)信息；利(li)(li)用(yong)(yong)特定(ding)的(de)(de)輔助(zhu)測(ce)量(liang)(liang)裝置，可(ke)獲(huo)得(de)(de)(de)地面目(mu)標(biao)(biao)(biao)的(de)(de)BRDF（方向(xiang)反射(she)因子(zi)）光(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)(pu)信息參數。 
　　為(wei)了使(shi)地(di)物(wu)光譜數據(ju)可靠(kao)和(he)高的質(zhi)量(liang)(liang)，使(shi)數據(ju)便于對比和(he)應用，有必要(yao)提(ti)出(chu)地(di)物(wu)光譜測試規范和(he)測量(liang)(liang)要(yao)求(qiu)。 
　　 
　　1儀器的標準和標定 
　　 
　　1.1光譜(pu)分(fen)辨率(lv) 
　　實(shi)用分辨(bian)寬度對0.04~1.10μｍ小于(yu)5nm，1.1~2.5μm小于(yu)15nm。對于(yu)FieldSpec?誖HandHeld 手持便攜式光(guang)譜(pu)分析(xi)儀，起始波(bo)長(chang)為(wei)325nm，終止波(bo)長(chang)為(wei)1 075nm，波(bo)長(chang)步長(chang)為(wei)1nm，則光(guang)譜(pu)分辨(bian)率(lv)取3nm。 
　　1.2線(xian)性標定 
　　線性(xing)(xing)動態范圍(wei)有3個量級，zui大信號對應為0.8~1.0，太陽常數照明(ming)的白板(ban)（＜90％）峰值響(xiang)應輸出。線性(xing)(xing)誤差(cha)小于3％（回歸誤差(cha)）。 
　　1.3光譜響應度(du)的標定 
　　反射率(lv)(lv)小于(yu)、等于(yu)15％（大于(yu)1％）的目標，信(xin)噪比應(ying)大于(yu)10。反射率(lv)(lv)大于(yu)15％的目標，信(xin)噪比應(ying)大于(yu)20。 
　　 
　　2野外測定方法與工作規范 
　　 
　　2.1目標選取 
　　選取測(ce)量(liang)目標要具有(you)代(dai)表性(xing)，應能真實反映被測(ce)目標的平(ping)均自然(ran)性(xing)。對于植被冠層及用(yong)物的測(ce)量(liang)應考(kao)慮目標和(he)背景的綜合效應。 
　　2.2能見度的(de)要求(qiu) 
　　對一般無(wu)嚴重(zhong)大氣污染地區，測(ce)量時(shi)的(de)水(shui)平能見度要求不(bu)小10km。 
　　2.3云量限(xian)定 
　　太陽周圍９０°立體(ti)角，淡積云量，無卷云、濃(nong)積云等(deng)，光照穩定。 
　　2.4風力(li)要求 
　　測(ce)量(liang)時間(jian)內風(feng)力小于(yu)５級，對植物(wu)，測(ce)量(liang)時風(feng)力小于(yu)３級。 
　　2.5測(ce)量方法(fa) 
　　在(zai)11時30分至(zhi)14時30分進行測量(liang)(liang)，每種(zhong)地物光譜測量(liang)(liang)前，對準(zhun)標(biao)準(zhun)參(can)考(kao)板進行定標(biao)校準(zhun)，得(de)到接(jie)近100％的基線，然后對著目(mu)標(biao)地物測量(liang)(liang)；為使所測數據(ju)能與衛星傳感器所獲得(de)的數據(ju)進行比(bi)較，測量(liang)(liang)儀器均垂直(zhi)向下進行測量(liang)(liang)。 
　　 
　　3野外光譜測量注意事項 
　　 
　　野外(wai)光譜(pu)測(ce)試(shi)(shi)的基本要求是在(zai)晴天中(zhong)午前(qian)后進(jin)行，風(feng)力不超過5級，如果測(ce)試(shi)(shi)土(tu)壤(rang)光譜(pu)，必須在(zai)雨過3d以(yi)后進(jin)行。為了(le)使數據具(ju)有代表(biao)性，要仔細比較(jiao)選擇被測(ce)地(di)物，對同一種地(di)物測(ce)量多次，保(bao)證測(ce)試(shi)(shi)結果準確(que)可比。

3.1儀器的位置 
　　儀器向下正對著被測物體，至少保持與(yu)水平(ping)面(mian)的法線夾角(jiao)在(zai)±10°之(zhi)內，保持一定的距離，探(tan)頭距離地面(mian)高(gao)度通常在(zai)1.3m，以便獲(huo)取平(ping)均光譜。視(shi)域(yu)范圍可(ke)以根據相對高(gao)度和視(shi)場角(jiao)計算。如果(guo)有多(duo)個探(tan)頭可(ke)選，則(ze)在(zai)野外(wai)盡量(liang)選擇寬視(shi)域(yu)探(tan)頭。測量(liang)植物冠層光譜時，注意測量(liang)代表性的物種。 
　　3.2傳感(gan)器探頭的選擇 
　　當(dang)野外(wai)地(di)物(wu)(wu)范圍比(bi)較(jiao)(jiao)大，物(wu)(wu)種(zhong)純度比(bi)較(jiao)(jiao)高(gao)、觀測距離(li)比(bi)較(jiao)(jiao)近時，選(xuan)用較(jiao)(jiao)大視場角的探頭；當(dang)地(di)物(wu)(wu)分布面積較(jiao)(jiao)小時，或(huo)(huo)者(zhe)物(wu)(wu)種(zhong)在近距離(li)內(nei)比(bi)較(jiao)(jiao)混雜，或(huo)(huo)需(xu)要測量(liang)遠處地(di)物(wu)(wu)時，則選(xuan)用小視場角的探頭。 
　　3.3避(bi)免(mian)陰影(ying) 
　　探頭定位(wei)時(shi)必須避免陰(yin)影，人應該面(mian)向(xiang)(xiang)陽(yang)光，這樣(yang)可以得到一致的(de)測(ce)量結果。野(ye)外大范圍測(ce)試光譜(pu)數據時(shi)，需要沿著陰(yin)影的(de)反方向(xiang)(xiang)布置測(ce)點(dian)。 
　　3.4白(bai)板(ban)反(fan)射校正 
　　天氣較好時每隔幾分鐘就要用(yong)白板校(xiao)正(zheng)1次，防止傳感器(qi)響應系統的漂移和太陽入(ru)射角的變化影響，如果天氣較差，校(xiao)正(zheng)應更頻繁(fan)。校(xiao)正(zheng)時白板應放置水平(ping)。 
　　3.5防止光污染(ran) 
　　不要穿(chuan)帶(dai)淺色、特色衣(yi)(yi)帽(mao)，如果(guo)穿(chuan)戴白色、亮紅色、黃色、綠色、藍色的衣(yi)(yi)帽(mao)，就會改變(bian)反射物體的反射光譜特征(zheng)。 
　　要注意避(bi)免(mian)自身陰影落(luo)在目標物(wu)上。當使用翻斗卡車(che)或其他(ta)平臺從(cong)高處測量地(di)物(wu)目標時，要注意避(bi)免(mian)金(jin)屬反光，如果有(you)，則需(xu)要用黑布(bu)包住(zhu)反光部位。 
　　3.6觀測時間和頻度 
　　光譜(pu)(pu)測(ce)(ce)試應在10～14時(shi)(shi)之間(jian)(jian)完成，并在無云晴朗的天空下進(jin)行，盡(jin)量(liang)避(bi)免過(guo)早或(huo)過(guo)晚(wan)。在時(shi)(shi)間(jian)(jian)許可時(shi)(shi)，盡(jin)量(liang)多測(ce)(ce)一些(xie)光譜(pu)(pu)。每個測(ce)(ce)點測(ce)(ce)試5個數據(ju)，以求平均值(zhi)，降低噪聲和隨機(ji)性。 
　　3.7采集(ji)輔(fu)助數據 
　　在所有(you)的測試地點必須采集GPS數據，詳細記錄測點的位置、植被覆蓋度、類型以及異常條件、探頭的高度，配以野(ye)外照相記錄，便于后續的解譯(yi)分析。 
　　野外地物光(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)測(ce)(ce)量是(shi)一個需要綜合(he)考慮各種(zhong)光(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)影(ying)響因(yin)素(su)的(de)復(fu)雜過程，我們(men)所(suo)獲(huo)取(qu)的(de)光(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)數(shu)(shu)據是(shi)太陽(yang)高度(du)角(jiao)(jiao)、太陽(yang)方位角(jiao)(jiao)、云、風、相(xiang)對(dui)濕度(du)、入射角(jiao)(jiao)、探測(ce)(ce)角(jiao)(jiao)、儀(yi)器(qi)掃描速度(du)、儀(yi)器(qi)視場角(jiao)(jiao)、儀(yi)器(qi)的(de)采(cai)樣間(jian)隔、光(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)分辨(bian)率、坡向、坡度(du)及目(mu)(mu)(mu)標(biao)(biao)本(ben)身光(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)特(te)性等各種(zhong)因(yin)素(su)共同作用的(de)結果(guo)。光(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)測(ce)(ce)定前要根據測(ce)(ce)定的(de)目(mu)(mu)(mu)標(biao)(biao)與任(ren)務制定相(xiang)對(dui)應的(de)試驗方案(an)，排除(chu)各種(zhong)干擾因(yin)素(su)對(dui)所(suo)測(ce)(ce)結果(guo)的(de)影(ying)響，使所(suo)得的(de)光(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)數(shu)(shu)據盡量反映目(mu)(mu)(mu)標(biao)(biao)本(ben)身的(de)光(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)特(te)性，并(bing)在觀測(ce)(ce)時詳細記錄參(can)數(shu)(shu)、儀(yi)器(qi)參(can)數(shu)(shu)以(yi)及觀測(ce)(ce)目(mu)(mu)(mu)標(biao)(biao)（如土壤、植被、人工目(mu)(mu)(mu)標(biao)(biao)）的(de)輔助信息。只有這樣，所(suo)測(ce)(ce)結果(guo)才是(shi)可(ke)靠的(de)并(bing)具有可(ke)比性，為以(yi)后的(de)圖像解譯和光(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)重(zhong)建(jian)提(ti)供依據。 
　　 
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