范文一:(5)物体性质-光谱反射率曲线《颜色-不是你想象的那样》
《颜色-不是你想象的那样》系列文章主要介绍表面色的知识。
表面色(surface color):非自发光的物体色。物体本身不发光,但能看到物体的颜色是因为对来自于发光体的光的反射吸收。产生表面色的三要素:光源,物体和观察者。
我们看到的物体的表面色,是由于来自于光源(包括太阳,电灯等)的光到达物体,该物体对光线的选择性吸收反射,没有被吸收的或被反射的可见光到达观察者(包括人,电脑)。
表面色的三要素:光源,物体和观察者,是非常重要的概念,我先从物体的性质开始介绍
物体对光线的选择性吸收反射可以用光谱反射率曲线来表达。
光谱反射率曲线 spectral reflectance curve
被物体反射的光通量与入射到物体的光通量之比,即光反射比与波长之间的关系曲线。
一种物体的光谱反射率曲线反映了该物体对入射光的光谱选择性吸收、光散射以及物体表面的镜面反射的综合特性。是颜色测量、色差计算评比、电脑配色等色度计算的基础。
——百度百科
例子(1)
如下图,是使用分光光度计(Spectrophotometer)测到的一个颜色的光谱反射率曲线:
其中
横坐标是波长(wavelength),我们也很直观的看到不同波长代表的颜色;
纵坐标是%R是反射率(reflectance ),表示物体对特定波长的反射率。
(注:纵坐标的%T表示透过率,讨论透明色使用。)
红色曲线代表这个颜色的光谱反射率曲线。
上图可以看出360nm~580nm波长的光谱反射率较低,表示该物体吸收了这个波长段的光谱;在580nm~750nm波长的光谱反射率较高,表示该物体反射出这个波长段的光谱,所以我们看到的颜色正是580nm~750nm波长的光。
580nm~750nm波长是什么颜色呢?
我们知道三原色之间的颜色就是两旁原色混合而成的。
同理可得:
色环上的任意颜色也是它两旁的颜色混合而成;两旁的颜色混合可以得到中间的颜色。(重点!重点!重点!)
所以知道被反射的波长580nm~750nm这段波长 ,也就是从黄色Y到红色G,混合得到中间的颜色,也就是680nm左右波长的颜色,就是下图箭头位置的颜色:
例子(2)
上个例子(1)中反射出来的580nm~750nm波长段的反射率都差不多,比较平均。可以比较简单粗暴的得出看到的颜色就是580nm~750nm中间段的波长颜色。但有时候我们遇到类似下图的出现一个峰的颜色:
这个颜色在450nm附近出现一个峰值,即有某个波长的反射率最多,我们称之为主波长,这种情况比较简单——主波长的颜色就是这个反射率曲线表示的颜色。所以这个颜色是一个蓝色。
例子(3)
通过上面的讲解,应该更加理解之前提到的这个图的意思了。
白色——几乎所有可见光波长不吸收,都被反射出去,根据加法混色原理,看到的是白色。
黑色——几乎所有可见光波长被吸收,都没有被反射出去,我们看不到被反射出来的光,即黑色。
鲜红色——大概600nm~780nm波长可见光没有被吸收而被反射出来,所有我们看到红色。我们看到蓝色、绿色、黄色的机理也一样。
带红色的灰色——大概600nm~780nm波长可见光部分被吸收而部分被反射出来,所以我们看到偏红相的灰色。
灰色——所有可见光波长被部分吸收和被部分反射,我们看到被反射出来的光的颜色介于黑色和白色之间,即灰色。
练习
考考你,你知道下面两个光谱反射率曲线代表是什么颜色吗?
在公众号“领略色彩之雅”里 回复? 反射率? 可以看到答案。
图(1)
图(2)
范文二:地物光谱反射率的野外测定
导读:就爱阅读网友为您分享以下“地物光谱反射率的野外测定”的资讯,希望对您有所帮助,感谢您对92to.com的支持!
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:
V??????????s???Vs???
式中,
????为被测物体的反射率,?s???为标准板的反射率,
1
V???,Vs???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
型号 WDY—850地面光谱辐射计 DG—1野外光谱辐射计 SRM—1200野外光谱辐射计 SE—590便携式光谱辐射计 WDY—2500红外地物光谱辐射计 DG—2里外光谱辐射计 DW地物光谱仪
生产地 中科院长春光机所 中科院安徽光机所 日本 美国 长春 安徽 北京师范大学 波长范围/μm 0.38-0.85 0.4-1.1
0.38-1.2 0.38-1.1 0.8-2.5 1.3-2.5 0.4-1.1
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
2
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
?对准标准板,读取数据为Vs。 ?移开标准板对准地物,读取数据Vg。
?重复步骤??,测量5—9次,记录数据,计算平均值。 ?更换目标,做好信息记录,重复?—?步骤。 ?整理数据,根据上述公式计算反射率仪器安装注意事项:
3
? 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。
?g???,标准
?s???为已知值。
5、分析实测结果
?根据计算结果,准确绘出地物光谱反射率曲线图。
?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。 ?分析实习过程中可能引起误差的因素。
五、实验要求
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
4
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 400
425 450 475 500 525 550 575 600 625 650 675 700 750 850 950 1050
a1 1.3 1.42 1.6 1.85 1.7 1.68 1.58 1.6 1.38 1.12 0.8 1.6 1.7 1.7 1.85 1.6 1.5
b1 1.3 1.38 1.58 1.8 1.7 1.6 1.34 1.55 1.32 1 0.45 1.65 1.7 1.8 1.85 1.6 1.5
c1 1.4 1.48 1.65 1.92 1.8 1.68 1.68 1.62 1.4 1.2 0.6 1.75 1.8 1.9 1.95 1.7 1.6
a2 0 0.25 0.25 0.6 0.48 0.55 0.35 0.25 0.2 0 0 0.45 1.1 1.25 1.45 1.3 1.1
b2 0.25 0.35 0.4 0.6 0.55 0.5 0.45 0.5 0.2 0.1 0 0.6 1.2 1.4 1.5 1.25 1.2
c2 0.2 0.15 0.38 0.58 0.5 0.45 0.4 0.38 0.25 0 0 0.7 0.9 1.2 1.45 1.35 1.2
a1-a2 1.3 1.17 1.35 1.25 1.22 1.13 1.23 1.35 1.18 1.12 0.8 1.15 0.6 0.45 0.4 0.3 0.4
b1-b2 1.05 1.03 1.18 1.2 1.15 1.1 0.89 1.05 1.12 0.9 0.45 1.05 0.5 0.4 0.35 0.35 0.3
5
c1-c2 1.2 1.33 1.27 1.34 1.3 1.23 1.28 1.24 1.15 1.2 0.6 1.05 0.9 0.7 0.5 0.35 0.4
刺柏光谱反射率
λ 400 425 450 475 500 525 550 575 600 625 650 675 700 750 850 950 1050
a1 1.5 1.45 1.65 1.85 1.65 1.5 1.5 1.4 1.25 1 0.4 1.15 1.7 1.85 1.9 1.6 1.5
b1 1.25 1.35 1.65 1.85 1.65 1.55 1.5 1.45 1.25 1 0.4 1.6 1.65 1.8 1.85 1.55 1.45
c1 1.4 1.6 1.7 1.9 1.65 1.65 1.55 1.5 1.35 1.1 0.45 1.8 1.8 1.9 1.95 1.15 1.55
a2 0 0 0 0.2 0.1 0.4 0.3 0.15 0 0 0 0.05 0.95 1.1 1.4 1.15 1
b2 0.25 0.2 0.3 0.5 0.45 0.5 0.5 0.45 0.3 0.5 0.35 0 0.95 1.45 1.35 1.2 1.15
c2 0 0 0 0.3 0 0.4 0.3 0.35 0.5 0 0 0.25 0.95 1.25 1.35 1 1
a1-a2 1.5 1.45 1.65 1.65 1.55 1.1 1.2 1.25 1.25 1 0.4 1.1 0.75 0.75 0.5 0.45 5
b1-b2 1 1.15 1.35 1.35 1.2 1.05 1 1 95 0.5 0.05 1.6 0.7 0.35 0.5 0.35 0.3
c1-c2 1.4 1.6 1.7 1.6 1.65 1.25 1.25 1.15 0.85 1.1 0.45 1.55
6
0.85 0.65 0.6 0.15 0.55
草坪光谱反射率
λ 400 425 450 475 500 525 550 575 600 625 650 675 700 750 850 950 1050
a1 1.56 1.55 1.72 1.94 1.8 1.8 1.72 1.74 1.48 1.22 0.58 1.7 1.82 1.88 1.94 1.62 1.56
b1 1.5 1.52 1.68 1.9 1.8 1.74 1.94 1.74 1.38 1.14 0.46 1.66 1.74 1.84 1.86 1.6 1.52
c1 1.62 1.58 1.76 1.98 1.88 1.86 1.82 1.82 1.54 1.24 0.58 1.76 1.84 1.9 1.98 1.66 1.6
a2 0 0 0.3 0.42 0.26 0.52 0.56 0.48 0.14 0 0 0.38 1.16 1.5 1.66 1.38 1.3
b2 0.1 0.1 0.3 0.54 0.58 0.74 0.88 0.76 0.3 0 0 0.64 1.34 1.7 1.74 1.46 1.38
c2 0 0.04 0.3 0.38 0.38 0.64 0.78 0.7 0.26 0 0 0.54 1.32 1.64 1.78 1.44 1.4
a1-a2 1.56 1.55 1.42 1.52 1.54 1.28 1.16 1.26 1.34 1.22 0.58 1.32 0.66 0.38 0.28 0.24 0.26
b1-b2 1.4 1.42 1.38 1.36 1.22 1 1.06 0.98 1.08 1.14 0.46 1.02 0.4 0.14 0.12 0.14 0.14
c1-c2 1.62 1.54 1.46 1.6 1.5 1.22 1.04 1.12 1.28 1.24 0.58
7
1.22 0.52 0.26 0.2 0.22 0.2
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
紫叶小檗光谱反射率
λ,nm 顶光,, 顺光 逆光 400 5 8.9 6.3 425 6.8 9.3 4.7
450 4.5 6.6 5.4 475 5.6 6.3 4.6 500 6 7.1 5 525 7.4 7.9 5.9 550 5.9 12.9 5.3 575 4.5 8.9 5.8 600 6.6 7.6 7.1 625 7.6 12.6 6.3 650 16 35.5 25.1 675 7.1 8.9 8.9 700 25.1 31.6 1.26 750 35.5 39.8 20 850 39.8 44.7 31.6 950 50.1 44.7 44.7 1050 39.8 50.1 39.8 刺柏光谱反射率
λ 顶光 顺光 逆光 400 3.2 10 4 425 3.6 7.1 2.5 450 2 4.5
1.9 475 2 4.5 2.5 500 2.8 6.3 2 525 7.9 8.9 5.6 550 6.3 10 5.6 575 5.6 10 7.1 600 5.6 11.2 14.1 625 10 31.6 7.9 650 39.8 89.1 35.5 675 7.9 2.5 2.8 700 17.9 20 14.1 750 17.8 44.9 22.4 850 31.6 31.6 25.1 950 35.5 44.7 70.8 1050 31.6 50.1 28.2
8
λ 顶光 顺光 逆光 400 2.8 4 2.4 425 2.8 3.8 2.9 450 3.8 4.2 3.5 475 3.1 4.4 2.5 500 2.9 6 3.2 525 5.3 10 6 550 6.9 8.7 9.1 575 5.5 10.5 7.6 600 4.6 8.3 5.3 625 6 7.2 5.8 650 26.3 34.7 26.3 675 4.8 9.6 6 700 21.9 39.8 30.2 750 41.7 72.4 50.9 850 52.5 75.9 63.1 950 57.5 72.4 60.3 1050 54.9 72.4 63.1 草坪光
谱反射率
紫叶小檗光谱反射率
λ,nm 顶光,, 顺光 逆光 400 5 8.9 6.3 425 6.8 9.3 4.7
450 4.5 6.6 5.4 475 5.6 6.3 4.6 500 6 7.1 5 525 7.4 7.9 5.9 550 5.9 12.9 5.3 575 4.5 8.9 5.8 600 6.6 7.6 7.1 625 7.6 12.6 6.3 650 16 35.5 25.1 675 7.1 8.9 8.9 700 25.1 31.6 1.26 750 35.5 39.8 20 850 39.8 44.7 31.6 950 50.1 44.7 44.7 1050 39.8 50.1 39.8 刺柏光谱反射率
λ 顶光 顺光 逆光 400 3.2 10 4 425 3.6 7.1 2.5 450 2 4.5
1.9 475 2 4.5 2.5 500 2.8 6.3 2 525 7.9 8.9 5.6 550 6.3 10 5.6 575 5.6 10 7.1 600 5.6 11.2 14.1 625 10 31.6 7.9 650 39.8 89.1
9
35.5 675 7.9 2.5 2.8 700 17.9 20 14.1 750 17.8 44.9 22.4 850 31.6 31.6 25.1 950 35.5 44.7 70.8 1050 31.6 50.1 28.2
λ 顶光 顺光 逆光 400 2.8 4 2.4 425 2.8 3.8 2.9 450 3.8 4.2 3.5 475 3.1 4.4 2.5 500 2.9 6 3.2 525 5.3 10 6 550 6.9 8.7 9.1 575 5.5 10.5 7.6 600 4.6 8.3 5.3 625 6 7.2 5.8 650 26.3 34.7 26.3 675 4.8 9.6 6 700 21.9 39.8 30.2 750 41.7 72.4 50.9 850 52.5 75.9 63.1 950 57.5 72.4 60.3 1050 54.9 72.4 63.1 草坪光
谱反射率
紫叶小檗光谱反射率曲线60反射率(p/%)50403020100小
檗顶光小檗顺光小檗逆光
400425450475500525550575600625650675700750850950波
长(λ/nm)1050
刺柏光谱反射率曲线100反射率(p/%)806040200刺柏顶光
刺柏顺光刺柏逆光
400425450475500525550575600625650675700750850950波
10
长(λ/nm)1050
草坪光谱反射率曲线80706050403020100反射率(p/%)草坪顶光草坪顺光草坪逆光
400425450475500525550575600625650675700750850950波长(λ/nm)1050
依图分析:
波长在400nm到625nm之间的时候,随着波长的增加,反射率沿着比较小的幅度增加,到625nm的时候随着波长的增加反射率增加的速度加快,625-675nm
之间达到第一个高峰,在675nm左右达到最低点,随后随着波长的增加反射率不断增加,且增加速度很快,大概在800nm左右随着波长的增加,反射率变化不大。之后随着波长的增加,反射率维持在一个比较稳定的水平。
总的来说,顺光的反射率相对逆光和顶光来说反射率会大些,但是对不同的植物来说又有其自身的差异。紫叶小檗的顺光反射率基本上都要高些,只是在900nm到1000nm的时候顶光的反射率高于顺光的反射率。在675nm到950nm左右明显低于顶光和顺光,且在700nm的时候达到最低点。刺柏在600nm到675nm的时候,顶光的反射率比顺光和逆光的反射率高的程度远远大于小檗和草坪的反射率,且顺光
11
的反射率在750nm左右的时候达到第二个高峰。草坪在波长625nm到675nm的时候顶光和逆光的反射率相等,在675nm以后,顺光>逆光>顶光,它们在675nm到800nm之间随波长的增加都显著增加,但是没有交叉。
地物反射率曲线706050403020100反射率(p/%)小檗顶光刺柏顶光草坪顶光
400425450475500525550575600625650675700750850950波长(λ/nm)1050
地物反射率曲线100反射率(p/%)806040200小檗顺光刺柏顺光草坪顺光
400425450475500525550575600625650675700750850950波长(λ/nm)1050
地物反射率曲线80706050403020100反射率(p/%)小檗逆光刺柏逆光草坪逆光
400425450475500525550575600625650675700750850950波长(λ/nm)1050
依图分析:
他们在不同波段的反射率的总体趋势上面已经分析了,比较来说,400nm到625nm之间随着波长的增加三种地物的反射率差异不明显,在625nm到675nm达到第一个高峰,
12
且在这一阶段,刺柏的反射率明显高于另外两种。675nm以后,顶光时,反射率,草坪>小檗>刺柏,草坪的反射率明显高于余者,且刺柏在750nm左右达到第二个高峰,但是明显小于第一个峰值。逆光时,在850nm左右,反射率都普遍高于第一个高峰,且刺柏出现第二个高峰,峰值大于其余两个。
附表1.2 环境参数
1 测量日期 20 年 月 日 县(市) 乡(镇) 度 分 度 分 2 测量时间(北京时间) 5 经 度 度 分 上午 时 分 下午 时 分 6 纬 度 度分 度 分 3 试验场所在省份 4 测点位置 8 坡度(坡度与水平线夹角) 11坡位 7 试验场海拔高度 m 9 坡向(坡面从正北顺时针计) 12 云量(占天空10%为1级,0为碧空) 14总辐射(太阳直接辐射加天空辐射),用Lux计测 KM 10 测点海拔高度 m 12.1-0级、12.2-1级、12.3-4级、12.4-3级、12.5-4级、12.6-5级、12.7-6级、12.8-1级、12.10-9级、 15天空辐射(挡住太阳直接辐射时测天空),用Lux计测 13 云状 16能见度(目视、抄气象资料) 17太阳高度角(太阳和测点连线与天顶方向夹角) 度 分
18太阳方位角(测点与天顶连线构成的平面与正北方向的夹角) 20仪器型号 23测量高度(仪器与目标间) 度
13
分 21视角场 24仪器平台 度 分 30测试单位 19风向(取8级) 19.1E、19.2S、19.3W、19.4N、19.5SE、16.6SW、19.7NW、19.8NE、 22波长范围nm 三角架、遥感车、高塔、气球、飞机 26仪器倾角(仪器光轴与垂线的夹角 28测值记录号(磁带、磁盘、打印纸) 31测试者 度 分 25仪器方位(仪器光轴在水平面上的投影与正北方向的夹角 27测量次数(一次目标均值测量的次数) 29标准板编号 备注
百度搜索“就爱阅读”,专业资料,生活学习,尽在就爱阅读网92to.com,您的在线图书馆
百度搜索“就爱阅读”,专业资料、生活学习,尽在就爱阅读网92to.com,您的在线图书馆!
14
范文三: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。
范文四:地物光谱反射率的测定
山西师范大?学实验报告?
时间:2011年?9月20日?
学院:城环学院 班级:0904班? 姓名:任红霞 实验名称:地物光谱反?射率的测定 ?气压:常压 温度:15?
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。
实验仪器:
1(便携式地物?波谱仪
2(标准参考板?
实验步骤:
(光谱仪、计算机充电?。 1
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RS?3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;
玄武岩反射?率曲线
页岩反射率?曲线
(2)根据地物光?谱反射率曲?线,比较地物光?谱曲线特征?;
页岩和玄武岩光谱曲线比较
玄武岩
页岩10000
8000
6000
DN4000
2000
0
350-2000
444wavelength538 632
通过图片可?以明显看出?,玄武岩和页?岩在不同波?段有相同的?变化规律,而726
820玄武岩的?反射率在各?波段普遍低?于页岩. 914
1008
1102
1196
1290
1384
1478
1572
1666
1760
1854
1948
2042
2136
2230
2324
2418
(3)分析实习过?程中可能引?起误差的因?素。
在波长为1?000纳米?及1850?纳米附近,曲线有较大?的跳跃,造成这样现?象的原因,可能是由于?预热时间不?充足,电压不稳定?,也有可能是?由于不同波?段的光纤出?现交叉.
范文五: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:
V (λ)ρ(λ)=?ρs (λ)
Vs λ
式中,
ρ(λ)为被测物体的反射率,ρs (λ)为标准板的反射率,V (λ),Vs (λ)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<>
ρg (λ),标准
ρs (λ)为已知值。
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、实验要求
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 400
425 450 475 500 525 550 575 600 625 650 675 700 750 850 950 1050
a 1 1.3 1.42 1.6 1.85 1.7 1.68 1.58 1.6 1.38 1.12 0.8 1.6 1.7 1.7 1.85 1.6 1.5
b 1 1.3 1.38 1.58 1.8 1.7 1.6 1.34 1.55 1.32 1 0.45 1.65 1.7 1.8 1.85 1.6 1.5
c 1 1.4 1.48 1.65 1.92 1.8 1.68 1.68 1.62 1.4 1.2 0.6 1.75 1.8 1.9 1.95 1.7 1.6
a 2 0 0.25 0.25 0.6 0.48 0.55 0.35 0.25 0.2 0 0 0.45 1.1 1.25 1.45 1.3 1.1
b 2 0.25 0.35 0.4 0.6 0.55 0.5 0.45 0.5 0.2 0.1 0 0.6 1.2 1.4 1.5 1.25 1.2
c 2 0.2 0.15 0.38 0.58 0.5 0.45 0.4 0.38 0.25 0 0 0.7 0.9 1.2 1.45 1.35 1.2
a 1-a 2 1.3 1.17 1.35 1.25 1.22 1.13 1.23 1.35 1.18 1.12 0.8 1.15 0.6 0.45 0.4 0.3 0.4
b 1-b 2 1.05 1.03 1.18 1.2 1.15 1.1 0.89 1.05 1.12 0.9 0.45 1.05 0.5 0.4 0.35 0.35 0.3
c 1-c 2 1.2 1.33 1.27 1.34 1.3 1.23 1.28 1.24 1.15 1.2 0.6 1.05 0.9 0.7 0.5 0.35 0.4
刺柏光谱反射率
λ 400 425 450 475 500 525 550 575 600 625 650 675 700 750 850 950 1050
a 1 1.5 1.45 1.65 1.85 1.65 1.5 1.5 1.4 1.25 1 0.4 1.15 1.7 1.85 1.9 1.6 1.5
b 1 1.25 1.35 1.65 1.85 1.65 1.55 1.5 1.45 1.25 1 0.4 1.6 1.65 1.8 1.85 1.55 1.45
c 1 1.4 1.6 1.7 1.9 1.65 1.65 1.55 1.5 1.35 1.1 0.45 1.8 1.8 1.9 1.95 1.15 1.55
a 2 0 0 0 0.2 0.1 0.4 0.3 0.15 0 0 0 0.05 0.95 1.1 1.4 1.15 1
b 2 0.25 0.2 0.3 0.5 0.45 0.5 0.5 0.45 0.3 0.5 0.35 0 0.95 1.45 1.35 1.2 1.15
c 2 0 0 0 0.3 0 0.4 0.3 0.35 0.5 0 0 0.25 0.95 1.25 1.35 1 1
a 1-a 2 1.5 1.45 1.65 1.65 1.55 1.1 1.2 1.25 1.25 1 0.4 1.1 0.75 0.75 0.5 0.45 5
b 1-b 2 1 1.15 1.35 1.35 1.2 1.05 1 1 95 0.5 0.05 1.6 0.7 0.35 0.5 0.35 0.3
c 1-c 2 1.4 1.6 1.7 1.6 1.65 1.25 1.25 1.15 0.85 1.1 0.45 1.55 0.85 0.65 0.6 0.15 0.55
草坪光谱反射率
λ 400 425 450 475 500 525 550 575 600 625 650 675 700 750 850 950 1050
a 1 1.56 1.55 1.72 1.94 1.8 1.8 1.72 1.74 1.48 1.22 0.58 1.7 1.82 1.88 1.94 1.62 1.56
b 1 1.5 1.52 1.68 1.9 1.8 1.74 1.94 1.74 1.38 1.14 0.46 1.66 1.74 1.84 1.86 1.6 1.52
c 1 1.62 1.58 1.76 1.98 1.88 1.86 1.82 1.82 1.54 1.24 0.58 1.76 1.84 1.9 1.98 1.66 1.6
a 2 0 0 0.3 0.42 0.26 0.52 0.56 0.48 0.14 0 0 0.38 1.16 1.5 1.66 1.38 1.3
b 2 0.1 0.1 0.3 0.54 0.58 0.74 0.88 0.76 0.3 0 0 0.64 1.34 1.7 1.74 1.46 1.38
c 2 0 0.04 0.3 0.38 0.38 0.64 0.78 0.7 0.26 0 0 0.54 1.32 1.64 1.78 1.44 1.4
a 1-a 2 1.56 1.55 1.42 1.52 1.54 1.28 1.16 1.26 1.34 1.22 0.58 1.32 0.66 0.38 0.28 0.24 0.26
b 1-b 2 1.4 1.42 1.38 1.36 1.22 1 1.06 0.98 1.08 1.14 0.46 1.02 0.4 0.14 0.12 0.14 0.14
c 1-c 2 1.62 1.54 1.46 1.6 1.5 1.22 1.04 1.12 1.28 1.24 0.58 1.22 0.52 0.26 0.2 0.22 0.2
注:
a 1代表顶光观测值 a2代表顶光空白对照观测值 b 1代表顺光观测值 b2代表顺光空白对照观测值 c 1代表逆光观测值 c2代表逆光空白对照观测值
紫叶小檗光谱反射率
刺柏光谱反射率
草坪光谱反射率
依图分析:
波长在400nm 到625nm 之间的时候,随着波长的增加,反射率沿着比较小的幅度增加,到625nm 的时候随着波长的增加反射率增加的速度加快,625-675nm
之间达到第一个高峰,在675nm 左右达到最低点,随后随着波长的增加反射率不断增加,且增加速度很快,大概在800nm 左右随着波长的增加,反射率变化不大。之后随着波长的增加,反射率维持在一个比较稳定的水平。
总的来说,顺光的反射率相对逆光和顶光来说反射率会大些,但是对不同的植物来说又有其自身的差异。紫叶小檗的顺光反射率基本上都要高些,只是在900nm 到1000nm 的时候顶光的反射率高于顺光的反射率。在675nm 到950nm 左右明显低于顶光和顺光,且在700nm 的时候达到最低点。刺柏在600nm 到675nm 的时候,顶光的反射率比顺光和逆光的反射率高的程度远远大于小檗和草坪的反射率,且顺光的反射率在750nm 左右的时候达到第二个高峰。草坪在波长625nm 到675nm 的时候顶光和逆光的反射率相等,在675nm 以后,顺光>逆光>顶光,它们在675nm 到800nm 之间随波长的增加都显著增加,但是没有交叉。
依图分析:
他们在不同波段的反射率的总体趋势上面已经分析了,比较来说,400nm 到625nm 之间随着波长的增加三种地物的反射率差异不明显,在625nm 到675nm 达到第一个高峰,且在这一阶段,刺柏的反射率明显高于另外两种。675nm 以后,顶光时,反射率,草坪>小檗>刺柏,草坪的反射率明显高于余者,且刺柏在750nm 左右达到第二个高峰,但是明显小于第一个峰值。逆光时,在850nm 左右,反射率都普遍高于第一个高峰,且刺柏出现第二个高峰,峰值大于其余两个。
附表1.2 环境参数
转载请注明出处范文大全网 » (5)物体性质-光谱反射率曲