地物光譜儀在戶外主要利用太陽(yáng)輻射作為照明光源,利用響應(yīng)度定標(biāo)數(shù)據(jù),可測(cè)量并獲得地物目標(biāo)的光譜輻亮度;利用漫反射參考板對(duì)比測(cè)量,可獲得目標(biāo)的反射率光譜信息;通過(guò)對(duì)經(jīng)過(guò)標(biāo)定的漫反射參考板的測(cè)量,可獲得地面的總照度以及直射、漫射照度光譜信息;利用特定的輔助測(cè)量機(jī)械裝置,可獲得地面目標(biāo)的BRDF(方向反射因子)光譜信息參數(shù)。??
1.野外操作規(guī)范???
1.1 目標(biāo)選取
選取測(cè)量目標(biāo)要具有代表性,應(yīng)能真實(shí)反映被測(cè)目標(biāo)的平均自然性。對(duì)于植被冠層及用物的測(cè)量應(yīng)考慮目標(biāo)和背景的綜合效應(yīng)。
1.2 能見(jiàn)度的要求
對(duì)一般無(wú)嚴(yán)重大氣污染地區(qū),測(cè)量時(shí)的水平能見(jiàn)度要求不小10km。
1.3 云量限定
太陽(yáng)周圍90°立體角,淡積云量,無(wú)卷云、濃積云等,光照穩(wěn)定。
1.4 風(fēng)力要求
測(cè)量時(shí)間內(nèi)風(fēng)力小于5級(jí),對(duì)植物,測(cè)量時(shí)風(fēng)力小于3級(jí)。
1.5 測(cè)量方法
在10時(shí)00分至14時(shí)00分進(jìn)行測(cè)量,每種地物光譜測(cè)量前,對(duì)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)參考板進(jìn)行定標(biāo)校準(zhǔn),得到接近100%的基線,然后對(duì)著目標(biāo)地物測(cè)量;為使所測(cè)數(shù)據(jù)能與衛(wèi)星傳感器所獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,測(cè)量?jī)x器均垂直向下進(jìn)行測(cè)量。
2. 野外測(cè)譜注意事項(xiàng)?
2.1儀器的位置
儀器向下正對(duì)著被測(cè)物體,至少保持與水平面的法線夾角在±10°之內(nèi),保持一定的距離,探頭距離地面高度通常在1m左右,以便獲取平均光譜。視場(chǎng)范圍可以根據(jù)相對(duì)高度和視場(chǎng)角計(jì)算。如果有多個(gè)鏡頭可選,則在野外盡量選擇寬視場(chǎng)鏡頭。測(cè)量植物冠層光譜時(shí),注意測(cè)量具有代表性的物種。
2.2視場(chǎng)角鏡頭的選擇
當(dāng)野外地物范圍比較大,物種純度比較高、觀測(cè)距離比較近時(shí),選用較大視場(chǎng)角的鏡頭;當(dāng)?shù)匚锓植济娣e較小時(shí),或者物種在近距離內(nèi)比較混雜,或需要測(cè)量遠(yuǎn)處地物時(shí),則選用小視場(chǎng)角的鏡頭。
2.3避免陰影
測(cè)量時(shí)時(shí)必須避免陰影,人應(yīng)該面向陽(yáng)光,這樣可以得到一致的測(cè)量結(jié)果。野外大范圍測(cè)試光譜數(shù)據(jù)時(shí),需要沿著陰影的反方向布置測(cè)點(diǎn)。
2.4漫反射參考板校正
天氣較好無(wú)云時(shí)每隔10分鐘就要用白板校正1次,防止傳感器響應(yīng)系統(tǒng)的漂移和太陽(yáng)入射角的變化影響,如果天氣較差,參考板校正應(yīng)更頻繁。校正時(shí)參考板應(yīng)放置水平。
3.5防止光污染
不要穿帶淺色、特色衣帽,如果穿戴白色、亮紅色、黃色、綠色、藍(lán)色的衣帽,就會(huì)改變反射物體的反射光譜特征。??要注意避免自身陰影落在目標(biāo)物上。當(dāng)使用定制測(cè)量桿或其他平臺(tái)從高處測(cè)量地物目標(biāo)時(shí),要注意避免金屬反光。
3.6觀測(cè)時(shí)間和頻度
地物光譜測(cè)試應(yīng)在10~14時(shí)之間完成,并在無(wú)云晴朗的天空下進(jìn)行,盡量避免過(guò)早或過(guò)晚。在時(shí)間允許情況下,盡量增加測(cè)量時(shí)間,以求增加光譜平均值,降低噪聲和隨機(jī)性。
3.7采集輔助數(shù)據(jù)
在所有的測(cè)試地點(diǎn)必須采集GPS數(shù)據(jù),詳細(xì)記錄測(cè)點(diǎn)的位置、植被覆蓋度、類型以及異常條件,同時(shí)以圖片輔助記錄測(cè)量,便于后續(xù)的數(shù)據(jù)解讀分析。
3.結(jié)論:
野外地物光譜測(cè)量是一個(gè)需要綜合考慮各種光譜影響因素的復(fù)雜過(guò)程,我們所獲取的光譜數(shù)據(jù)是太陽(yáng)高度角、太陽(yáng)方位角、云、風(fēng)、相對(duì)濕度、入射角、探測(cè)角、儀器掃描速度、儀器視場(chǎng)角、儀器的采樣間隔、光譜分辨率、坡向、坡度及目標(biāo)本身光譜特性等各種因素共同作用的結(jié)果。在選夠地物光譜儀時(shí)應(yīng)盡量考慮上述情況,可以在測(cè)量光譜數(shù)據(jù)的同時(shí),記錄下地理位置信息,圖像信息,太陽(yáng)高度角及方位角信息,,云,風(fēng),相對(duì)濕度,入射角,探測(cè)角等信息,以便在后期分析數(shù)據(jù)時(shí)排除各種干擾因素對(duì)所測(cè)結(jié)果的影響,使所得的光譜數(shù)據(jù)盡量反映目標(biāo)本身的光譜特性,并在觀測(cè)時(shí)詳細(xì)記錄環(huán)境參數(shù)、儀器參數(shù)以及觀測(cè)目標(biāo)(如土壤、植被、人工目標(biāo))的輔助信息。只有這樣,所測(cè)結(jié)果才是可靠的并具有可比性,為以后的圖像解析和光譜重建提供依據(jù)。