典型地物反射波谱测量与特征分析复习进程Word文件下载.docx

1、二、实验内容与方法1. 实验内容（1）典型地物反射波谱测量 选择典型地物类型，使用地物光谱仪，开展地物光谱测量，获得典型地物可见光近红外波段（0.4-2.5微米）的反射光谱曲线。 地物类型：植被（草地、灌丛），水体（不同水深，有无植被），土壤（裸土、有少量植被覆盖土壤），不透水地面（水泥地面、沥青路面、大理石地面）。（2）地物波谱特征分析a） 标准波谱库浏览 b） 波谱库创建 c） 高光谱地物识别 从标准波谱库选择端元进行地物识别 自定义端元进行地物识别 2. 实验方法（1） ASD光谱仪简介FieldSpec Pro型光谱仪是美国分析光谱设备（ASD）公司主要的野外用高光谱测量设备。整台仪器

2、重量7.2公斤，可以获取3502500nm 波长范围内地物的光谱曲线，探测器包括一个用于350-1000nm的512像元NMOS硅光电二极管阵列, 以及两个用于1000-2500nm的单独的热电制冷的铟-镓-砷光电探测器。便携式光谱仪是“我国典型地物标准波谱数据库”获取光谱数据的主要设备。基本技术参数：线性度：+/-1%波长精度：+/- 1nm700nm波长重复性：在校准温度的+/- 10C范围内优于+/- 0.3nm.光谱分辨率: 3nm 700nm, 10nm 1400nm and 2100nm. 采样间隔: 在350-1000nm范围内为1.4nm，在1000-2500nm范围内为2nm

3、扫描时间：固定的扫描时间为0.1秒, 光谱平均最多可达31,800次等效辐射噪声）: UV/VNIR（紫外到近红外） 1.4 x 10-9 W/cm2/nm/sr700nmNIR（近红外） 2.4 x 10-9 W/cm2/nm/sr1400nmNIR （近红外） 8.8 x 10-9 W/cm2/nm/sr2100nm图1 FieldSpec Pro型光谱仪（2）光谱分析方法 分波段分析典型地物光谱差异。描述在可见光波段、近红外波段的各种地物波普特征。三、实验设备与材料1. 实验设备（1）硬件：ASD光谱仪；手提电脑；白板；GPS；数码相机。（2）软件：ENVI Classic，ASD光谱仪

4、配套软件（RS3和 View SpecPro Graph）2. 实验材料（1）在学校校园内选择各种典型地物类型进行测量即可。（2）实验前已测量好的各类数据（在野外实验无法安排时，可以直接给学生提供提前测量好的各类地物光谱数据，用于地物光谱特征分析。）3. 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 10:0014:0

5、0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 Display Spectral Library View，在对话框中显示的就是ENVI自带的波谱库文件；图：ENVI自带波谱库文件（1）选择打开Veg_lib（99）中的几个植被波谱文件；在vegetation波谱库中选择6种不同植被的波谱曲线，在下图可以看到起对应的波谱曲线，以及波谱文件的属性信息，包括常规信息和曲线信息。不同植被波谱曲线（2）波谱曲线显示窗口中的功能；在波谱曲线窗口中可以看到4个部分的内容： 导入文件（Import）导入数据方式此功能可以导入两种格式的文件，包括ASCII及波谱库形式存在的文件。 导出文件（

6、Export）导出数据方式导出波谱文件的格式可以分类4大类： 常见数据格式ASCII与波谱库文件； Image、PDF及Postscript输出格式； 复制波谱曲线； 直接打印曲线或在PowerPoint中展示； 选项工具（Options）选项功能选项工具中有三个功能： 打开新的Plot窗口自由拖拽收集的地物波谱； 波谱曲线上显示十字丝一直保持十字丝可见，显示波谱显现十字丝节点含义； 添加波谱图例不同颜色的波谱曲线代表什么样的地物，更直观方便； 波谱曲线X、Y轴代表含义X轴代表： Wavelength：（默认显示）影像波长； Index：波段i，i代表影像具有i个波段； Wavenumber:

7、波数，即1/wavelength ，波数与波长成反比关系，波长越小，波数就越大。Y轴代表： Data Value：（默认显示）影像原始值； 包络线去除Continuum Removed：绘制数据与连续删除。连续的是，套在光谱的顶部的凸包。它分为原始数据值，以产生连续取出的值。在连续使用中的绘制曲线中所显示的第一和最后一个数据点计算的，所以只对已缩放的图形，在连续的基础上所显示的数据来计算范围。 Binary Encoding：二进制编码，重新生成0与1的波频曲线。导出PNG格式的波谱曲线（3）波谱曲线属性显示窗口 ：同一窗口中显示多个地类的波谱曲线不予重叠显示；恢复原始数值范围曲线显示；点击此

8、功能显示或者隐藏Plot Key与曲线属性；移除选中的一个曲线数据；移除全部的曲线数据；如果曲线节点有异常可以通过此工具进行编辑修订；2.2 波谱库创建ENVI可以从波谱源中构建波谱库，波谱来源包括：ASCII文件，由ASD波谱仪获取的波谱文件，标准波谱库，感兴趣区/矢量区域平均波谱曲线，波谱剖面和曲线等。下面介绍波谱库建立的操作步骤：第一步：输入波长范围（1）在ENVI中，选择Toolbox/Spectral/Spectral Libraries/Spectral Library Builder。打开Spectral Library Builder对话框。（2）为波谱库选择波长范围和FWHM值，有三个选项： Data File （ENVI图像文件） ：波长和FWHM值（若存在）从选择文件的头文件中读取ASCII File：波长值与FWHM值的列的文本文件First Input Spectrum以第一次输入波谱曲线的波长信息为准选择，单击ok，打开Spectral Library Buil