FieldSpec Pro 便携式光谱辐射计

FieldSpecPro便携式光谱辐射计,方墨人北京欧普特科技有限公司fangmoren,欧普特公司简介,成立于1995年目前主要构成及业务：a.国外光学仪器的代理b.Trioptics(China)合资公司c.光学检测仪器开发d.光学元器件出口长春工厂-高精度平面上海工厂-小尺寸球面昆明工厂-大尺寸球面人员：约60人,ASD公司简介,位于美国科罗拉多州的Boulder市成立于1990年两个发起人Dr.BrianCurtiss负责公司的开发部门Dr.Alexander.F.H.Goetza.光学遥感的创始人之一b.Landsat卫星第7号通道c.首创航空多通道光谱成像仪（AIS）、高光谱成像光谱仪（AVIRIS)，卫星搭载高光谱成像光谱仪(HIRIS)以及卫星搭载红外光谱仪（SMIRR)等d.高光谱的定义:3nm350-1000nm,10nm1000-2500nme.1981-1985年左右在Science杂志发表四篇文章确立光学遥感的科学地位,Sciences杂志发表的文章,1,Goetz,A.F.H.andL.C.Rowan,1981,Geologicremotesensing,Science,vol.211,781-791.2,Goetz,A.F.H.,L.C.RowanandM.J.Kingston,1982,Mineralidentificationfromorbit:InitialresultsfromtheShuttleMultispectralInfraredRadiometer,Science,vol.218,1020-1024.,Sciences杂志发表的文章,3,Kahle,A.B.andA.F.H.Goetz,1983,Mineralogicinformationfromanewairbornethermalinfraredmultispectralscanner,Science,vol.222,24-27.4,Goetz,A.F.H.,G.Vane,J.SolomonandB.N.Rock,1985,ImagingspectrometryforEarthremotesensing,Science,vol.228,1147-1153.,ASD公司主要产品,两大系列LabSpecLABView演示软件使用信息;C语言演示软件时所用信息.新的汽车点烟器供电接口和相应的6米长的供电电缆.,FieldSpec3与FieldSpecFR相比较,阳光与大气和地球表面相互作用-遥感,电磁波-遥感学研究的光谱范围,传感器的三个空间层次,不同空间层次传感器得到的信息,各种传感器所使用的波段,光谱技术的发展,光谱差异,Source:BobAgars,明矾石,高岭石,AVIRIS概念,多达224个通道的AVIRIS航空遥感传感器建立了基本上连续的高分辨率成像光谱，能够带来海量的信息。,高光谱成像技术,Source:CSIRO,高光谱图像结构,高光谱分辨率遥感,高光谱遥感将视域中观测到的各种地物以完整的光谱曲线记录下来，能够应用于多学科的研究和应用中地质：成分、丰度、分布制图环境：污染监控、废矿回填、生物量农业：土壤、作物生长、养分、病虫害、估产林业：树种鉴别、种群分类、生长状况、营养状况海洋：近海水深、赤潮、污染、水文、海洋生产力等大气科学：气溶胶、云、水蒸气等,地面光谱仪空间与地面遥感的联系,为卫星和航空遥感提供地面定标；高光谱遥感真正地在卫星、航空遥感和地面遥感之间建立了直接的联系研究地面光谱特征，分析并建立地面模型和数据库；利用地面数据分析、研究卫星或航空遥感识别、分析地物特征模型或方式的可能性；分析、建立地面模型并用于卫星或航空高光谱图像的分析和解译；研究大气的传输特性；,地面光谱仪空间与地面遥感的联系示例,地面光谱仪发现的叶绿素红边蓝移或红移现象与生物化学参数之间的联系；反高斯模型(IG模型）求算红边光学参数；即使没有高光谱数据如只有LanSatTM数据时，也可以拟合IG模型，进而提取红边参数,地面遥感学测量的常见配置,配置构成,照明：a.太阳。最佳照明，70%以上的工作b.室内光源，少量工作样品a.被测物b.参考板（白板、灰板等）光谱仪控制计算机和软件,照明,太阳：最佳照明，约6000K色温，与卫星得到的图像条件相同，一般工作时间在最热的10:00AM14:00PM室内照明光源约3100K色温，高压14.5V工作，因此寿命较短（约900小时）一般照明距离300-500mm,成15-45度角,样品,农作物，叶片，植被，树冠，水体，矿物，岩石，道路，建筑等等参考板白板或灰板漫反射体（体、朗伯体），半球形散射Spectralon材料LabShpere公司专利比常见的陶瓷材料软，但不褪色、不怕水怕磕碰、划伤保养：刷子清洁，蒸馏水内用高标号水砂纸轻轻擦,光谱仪探头（1）,不同前视场角的镜头用于反射光谱（Reflectance、AbsoluteReflectance)和辐射亮度(Radiance,必须标定)测量余弦接收器用于辐射照度（Irradiance,必须标定）测量内置光源的反射探头用于固体反射光谱测量（适用于地质和矿藏研究）,光谱仪探头（2）,不同前视场角的镜头裸光纤：25前视场角可选其他角度的镜头如有脏污，可用镜头布擦拭干净用于反射率和辐射亮度测量单位：W/cm2/Sr/nm覆盖的范围大：光谱混合程度高小：光谱混合少，或者接近测量叶片,光谱仪探头（3）,余弦接收器用于辐射照度测量单位：W/cm2/nm,光谱仪探头（4）,内置光源的反射探头野外固体样本的反射测量，特别是天气不好的情况下,光谱仪光纤,与镜头连接，通过镜头采光后导入光谱仪FR的光纤构成57条200微米芯径光纤分成三束，每19条进入一个光谱仪。石英光纤，数值孔径0.22，因此前视场角25度。外面金属螺纹管铠装。不怕脚踩。避免折死弯！其他型号仪器的光纤只是其中的一部分光纤弯曲对信号的影响一般小于1%,光谱仪内部结构探测器,三个独立的光谱仪构成350-1100nm，512阵元光PDA阵列探测器,凹面消色差光栅，平场成像。易于波长标定。灵敏度高。1000-1900nm,单元InGaAs探测器，平面旋转扫描光栅，比PbS响应速度快。1700-2500nm，单元InGaAs探测器，平面旋转扫描光栅。InGaAs探测器带有热电制冷，-27+/-0.1C,光谱仪内部结构其它,Drift-Lock技术，配合制冷进一步消除噪声；自动快门-每一次全光谱扫描后采集暗电流；散热风扇；保证工作环境温度0-40C;内置充电器、电池（镍-氢）与计算机连接的EPP并口（或者其他扩展口）。,控制计算机,通过EPP高速双向并口（或其他扩展口）与光谱仪连接安装有RS3光谱仪操作软件安装有ViewSpecPro数据处理软件另行介绍,光谱仪的技术参数,光谱范围350-2500nm，350-1050nm最快采集速度：100ms,17ms光谱分辨率：3nm350-1000nm10nm1000-2500nm采样间隔：1.4nm350-1000nm,2nm1000-2500nm数据间隔：1nm等效辐射噪声NEL波长精度：+/-1nm波长重复性：+/-0.02nm重复性:优于0.3%杂散光:优于0.02%350-1000nm,优于0.1%1000-2500nm灵敏度调整：全自动重量：大约8.5公斤（1.2公斤含电池）,波长精度与重复性,波长精度：+/-1nm重复性优于0.2%,光谱分辨率与采样间隔,Hyperspectral:3nm350-1000nm10nm1000-2500nm足够的采样点才能保证高分辨率FR:1nm其他型号：1.42nmFR数据量：649点350999nm799点10001799nm700点18002500nm,等效辐射噪声,判断仪器噪声水平的依据ASD的标准仪器噪声水平一般在10-8以下增加光纤长度会在2000-2500nm范围增大噪声，减小信噪比,杂散光水平,光谱仪自身的信号干扰借助白板或灰板在室外测量其反射光谱曲线的办法最直观0.02%350-1000nm,0.1%1000-2500nm,几个光谱示例（1）,地球表面太阳辐射标准光源的辐射,几个光谱示例（2）,自然照明下的植被的反射光谱人工照明条件下的植被反射光谱,几个光谱示例（3）,铝矿石的反射光谱几种矿石的光谱比较,几个光谱示例（4）,同样材料不同含量的光谱,几个应用示例（1）,几个应用示例（2）,几个应用示例（3）,SFSIImageRed=alunite;green=buddingtonite;blue=kaolinite,CUPRITE,地面标定,CUPRITE,NV,影响测量的几个因素,野外测量时需要考虑的因素选择无云或少云的天气风带来的氧气浓度的差异周围目标的光极化干扰白板完全覆盖视场几何布置注意选择适当的时间室内测量时需要考虑的因素暗室操作几何布置用黑天鹅绒布作背景白板完全覆盖视场,FSPFR能够测量的参数,绝对测量辐射亮度（radiance)辐射照度（Irradiance)相对测量反射比绝对反射比,绝对测量方法-辐射亮度(Radiance),使用不同视场角的镜头需要光度标定*首先对准白板优化(OPT)点击RAD图标按空格键存储或者自动存储,绝对测量方法-辐射照度(Irradiance),辐射照度使用余弦接收器或者反射式余弦接收器或者积分球对准目标优化(OPT)点击RAD图标空格键存储或者自动存储,相对测量反射率,使用不同视场角的镜头首先对准白班优化(OPT)对准白板点击WR图标移到被测目标上方按空格键存储或者自动存储,R=L地物/L参比,相对测量绝对反射率,使用不同视场角的镜头在contral/configuration下选择ObsoleteRefelceance首先对准白板优化(OPT)对准白板点击WR图标移到被测目标上方按空格键存储或者自动存储,R=L地物*白板/L参比,软件功能,实际操作中熟悉,推荐书目,高光谱遥感及应用，浦瑞良、宫鹏，高等教育出版社遥感岩矿信息提取基础与技术方法研究，甘甫平、王润生，地质出版社冬小麦气象卫星综合遥感，黄敬峰、谢国辉，气象出版社叶和飞油气地质遥感论文集，叶和飞，地质出版社遥感信息系统研究，张柏、禹秉熙、苏阳，科学出版社遥感找矿预测方法，楼性满、葛榜军，地质出版社遥感原理及在资源环境中的应用，游先祥，中国林业出版社海洋科学导论，冯士筰、李凤岐、李少菁，高等教育出版社高分辨率遥感卫星应用成像模型、处理算法及应用技术，张永生、巩丹超等，科学出版社遥感生物地球化学，徐瑞松、马跃良、何在成，广东科技出版社卫星遥感图像计算