ASD-FieldSpc4光谱仪宣传

1、位于美国科罗拉多州的Boulder市。成立于1990年。两个发起人 Dr. Brian Curtiss 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.美国的陆地卫星（Landsat卫星）第七颗卫星。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. 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。1, Goetz, A.F.H. and L.C. Rowan, 1981, Geologic remote

2、sensing, Science, vol. 211, 781-791.2, Goetz, A.F.H., L.C. Rowan and M.J. Kingston, 1982, Mineral identification from orbit: Initial results from the Shuttle Multispectral Infrared Radiometer, Science, vol. 218, 1020-1024.3,Kahle, A.B. and A.F.H. Goetz, 1983, Mineralogic information from a new airbo

3、rne thermal infrared multispectral scanner, Science, vol. 222, 24-27.4, Goetz, A.F.H., G. Vane, J. Solomon and B.N. Rock, 1985, Imaging spectrometry for Earth remote sensing, Science, vol. 228, 1147-1153. 两大系列LabSpec & QualitySpec: 化学应用FieldSpec Pro:光辐射测量应用a. FieldSpec HH（350-1050nm)b. FieldSpec Pro

4、 VNIR(350-1050nm)c. FieldSpec Dual VNIR(350-1050nm)d. FieldSpec Pro JR(350-2500nm)e. FieldSpec Pro FR(350-2500nm)f. AgriSpec(350-2500nm)g. TerraSpec(350-2500nm)h. FieldSpec 3 (350-2500nm)I. FieldSpec 3 Hr (350-2500nm)J. FieldSpec 4 (350-2500nm)HandHeld 2 Portable SpectroradiometerFieldSpec 4 Spectro

5、radiometer . 检测器：检测器：350-1100nm, 低噪声512阵元PDA( Photodiode Array). 1000-1800nm及1700-2500nm,安装两个InGaAs检测器，TE制冷恒温； . 波长范围：波长范围： 6种范围可选，最宽为350 - 2500 nm . 采样时间采样时间短至10次/秒； . 光谱平均：光谱平均： 高达31,800次； . 检测器响应线性度检测器响应线性度: 优于+/- 1% . 杂散光：杂散光： 0.02% 350-1000nm, Devices 和 Printers，然后点击 Add a Device。4. 选择你的GPS设备并点

6、击Next。5. 键入设备的配对密码并点击Next。参阅GPS的文件说明。设备添加成功后会显示一条信息通知你。6. 点击Finish确定仪器的IP地址。打开选择的LEDs：VNIR、SWIR1或SWIR2。单击Check，打开选择的LEDs。透过放大器察看哪一根纤维发光。完成检查后，关闭纤维检查软件。小心的取下放大器。 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。 需要维护。室内测量时需要考虑的因素 暗室操作 几

7、何布置 用黑天鹅绒布作背景 白板完全覆盖视场 实验室室内波谱测量是指对野外采样或人工样经一定方式制备后的目标或样品在室内条件下测定反射率。： 实验室环境，负责测定的实验室应具有国家认证资格。温度、湿度、电磁干扰、振动及电源条件应在仪器稳定工作要求范围之内，符合“试验场、试验室与波谱测量仪器设备规范”的要求。 目标选取：选取测量目标要具有代表性，应能真实反映被测目标的平均自然性。对于植被冠层及用物的测量应考虑目标和背景的综合效应。能见度的要求：对一般无严重大气污染地区，测量时的水平能见度要求不小于10 km云量限定：太阳周围90立体角，淡积云量，无卷云、浓积云等，光照稳定风力要求：测量时间内风力

8、小于5级，对植物，测量时风力小于3级。测试方法：在上午11:3014: 30(北京时问)进行测量，每种地 物光谱测量前，对准标准参考板 进行定标校准，得到接近100 的基线，然后对着目标地物测量；为使所测数据能与卫星传感器所获得的数据进行比较，测量仪器均垂直向下进行测量。光源：自然太阳光，要求有一定的辐照度以满足测量精度要求下的信噪比，即要有一定的太阳高度角，测量时太阳天顶角小于50，一般中纬度地区夏天测量时间为地方时早晨10点至下午2点地方时，低纬度地区可以适当放宽，高纬度地区和冬季则严格一些。避免阴影：探头定位时必须避免阴影，人应该面向阳光，这样可以得到一致的测量结果。野外大范围测试光谱数

9、据时，需要沿着阴影的反方向布置测点。测量速度：单通道波谱仪测量时要保证目标和参考体在相同的光照条件和环境状态下测定，每组测量在一分钟内完成。仪器的位置：仪器向下正对着被测物体，至少保持与水平面的法线夹角在10之内，保持一定的距离，探头距离地面高度通常在1.3 m，以便获取平均光谱。视域范围可以根据相对高度和视场角计算。如果有多个探头可选，则在野外尽量选择宽视域探头。测量植物冠层光谱时，注意测量最具代表性的物种。传感器探头的选择：当野外地物范围比较大，物种纯度比较高、观测距离比较近时，选用较大视场角的探头；当地物分布面积较小时，或者物种在近距离内比较混杂，或需要测量远处地物时，则选用小视场角的探

10、头。不同前视场角的镜头用于反射光谱（Reflectance、Absolute Reflectance)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（天气照明不好）用于固体反射光谱测量（适用于地质和矿藏研究）白板反射校正：天气较好时每隔10分钟就要用白板校正一次，防止传感器响应系统的漂移和太阳入射角的变化影响，如果天气较差，校正应更频繁。校正时白板应放置水平。采集辅助数据：必须在测试地点采集GPS数据，详细记录测点的位置、植被覆盖度、类型以及异常条件、探头的高度，配以野外照相记录，便于后续的解译分析。l 样品参数样品

11、名称、编号、表面光学特性的描述、样品大小、厚度、制备日期。野外测量目标描述，照片，定位信息l 仪器参数生厂厂家、仪器型号、改进情况和使用的附件、测量采用的波长范围、波长间隔和光谱带宽。l 反射参考板参数反射参考镜的材料、制作编号、制作单位。l 其它参数测量单位、日期。l 测量报告、数据存储格式和相关文件等。 防止光污染：测量人员不要穿带浅色、特色衣帽。因穿戴白色、亮红色、黄色、绿色、蓝色的强反射暗色衣帽，会改变反射物体的反射光谱特征。当使用翻斗卡车或其他平台从高处测量地物目标时，要注意避免金属反光，如果有，则需要用黑布包住反光部位。测量站位：测定时人员和探头应正对太阳射来方向，前面不能有其他人

12、员或地物遮挡，应避开阴影和邻近的运动物体。测量期间测量人员和辅助人员不能有明显的移动，对参考板和目标物进行测量时人员的姿态和相对于太阳的方位应相同。照明光源：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将镜头对准白板优化仪器 (Ctrl-O或者点击 OPT图标)。优化操作是仪器电子输入信号的优化过程。它表示光信号数字在一定值的范围内能提供良好的信噪比，且仪器在当前的光水平下不发生饱和报错。使用不同视场角的镜头对准白板后采集白板参比 ( F4或者点击WR图标)，此时，软件自动进入反射率测量状态。镜头移向被测目标

13、，按空格键存储采集到的目标反射光谱。间隔一定时间即采 集白板参比 环境变化越频繁则采集白板次数越高。注意：白板必须充满镜头视场。工作过程中特别是开始工作的前半个小时内每隔一定时间做一次优化并且注意每隔35分钟采集一次暗电流，测量暗电流按DC。R = L地物/L参比在Control/Adjust configuration菜单下选择Absolute reflectance 下面的步骤与反射率测量相同。l仅仅用于已定标的白板使用余弦接收器或者反射式余弦接收器或者积分球，镜头对准天空或者地面，点击OPT优化仪器参数；点击RAD直接进入辐射亮度度测量状态；按空格键存储目标光谱（或者自动存储）。使用不同

14、视场角的镜头对准白板或照明目标，点击OPT图标进行优化，优化后点击RAD图标进入绝对测量状态（需要光度标定* ）；镜头对准目标；按空格键存储目标光谱（或者自动存储）。l测量完成后，可将有关光谱拷贝到U盘中待 用，或留在原机保存。l 依次关闭计算机电源及光谱仪电源。l 取下镜头及其他附件，装好白板，并将光纤 探测头整理好，收回到仪器包中（注意光纤 不可过硬弯折）。利用ASD光谱仪测量地物光谱的数据处理方法1安装ASD光谱仪配套的光谱数据处理软件ViewSpecPro；2将ASD光谱仪配套笔记本电脑上面的光谱数据文件拷贝到本地硬盘；3打开ViewSpecPro软件，单击setup-input di

15、rectory，指定光谱数据的目录。 设置好输入目录后，会弹出对话框，问是否将输出目录设置和输入目录一直，这里一般选择是。4. 打开输入目录下的全部光谱数据，根据现场记录选择若干条曲线，单击view-graph，便可以显示选中的光谱数据的曲线。5. 根据曲线图，删除有问题的曲线，将其他曲线取平均值。即选中取要用来取平均值的曲线，单击 process-statistics，然后点击OK，程序便会输出平均值光谱，并在程序界面中显示。6. 选中求好平均值的光谱，单击process-Acsii export, 便可以将原来的二进制文件输入为文本文件，从而可以利用EXCEL或者其他程序进行后续计算。7.

16、 地物反射率（地物DN值/白板DN值）白板反射率。白板反射率是事先通过实验室内定标得到的。Radiometric Calculation （辐射计算）Log1/R (Log 1/T) 简写：abs1st Derivative (1阶导数) 简写：dv12nd Derivative (2阶导数)Parabolic Correction （抛物线校正）简写：pcoSplice Correction （拼接校正）Lambda Integration （积分）Quantum Intensity （量子强度）简写：qicInterpolate （插值）简写：itpStatistics （统计mean 平

17、均, median中值,）standard deviation（标准偏差）NEDLASC Export （ASC输出，为文本文件）简写为：txtJCAMP-DX Export （JCAMP-DX输出）简写：dxCustom （常规ratio, multiply, add, subtract）在ViewSpecPro中可以查看观测结果，一般主要是利用ViewSpecPro挑选符合要求的曲线，并将这些曲线转化成txt格式文件。由于我们定标的文件没法生成ASD公司的格式，光谱仪利用探头观测的数据在ViewSpec 下无法转化成辐亮度，只能转化成txt格式后，将txt格式中的Raw DN与定标文件对应

18、波段相乘转化成辐亮度。 ASD公司生成的标准定标文件单位：W/m2nmsr 天津海洋技术中心的定标文件单位：W/cm2nmsr JPLUSGSJHU测量设备NicoletPerknicNicoletBechnic样品种类人造目标矿物土壤矿物岩石矿物岩石波长范围(m)2.0-15.380.4-14.052.0-25.00.4-14.0光谱曲线(条)3939217261044823680.000.000.250.3040060080010001200140016001800200022002400260028003000Solar Radiance W/m2/steradi

19、an/nmWavelength (nm)H2O absorptionH2O absorptionO2absorptionChappius O3 absorption bandH2O doubletabsorptionFraunhofer linesO3 absorptionCO2 absorption00.00.250.35001000150020002500Tungsten-Quartz-HalogenLamp (Gray Body)Irradiance, W/m2/nm/srWavelength (nm)0.000.200.400.600.801.0040090014

20、0019002400FieldSpec FR Reflectannce of VegetationWavelength (nm)Water band noise(This is right!)ASDFieldSpec FRVegetationReflectanceSolarIlluminationNormalHumidity00.81500100015002000FieldSpecFRSpectroradiometer Reflectance of VegetationReflectanceWavelength (nm)ARTIFICIALILLUMINATION0.30.4

21、0.80.915001000150020002500Wavelength (nm)ReflectanceKaolinite Reflectance Spectra, March 16th, 1996ASD FieldSpec FR, instrument #644, 5 sec avg.Calcium Phosphate TribasicOxtriphyllineDiphenehydra-mine HClSugarMagnesium CarbonateProcainamide HClQuinapril1000120014001600180020002200Reflectanc

22、e (10% intervals). Spectra are offset for clarity.Wavelength (nm)FieldSpecFR0.0000.400.500.600.705001000150020002500Oil Sand 5.1% BitumenOil Sand 10.4% BitumenOil Sand 14.5% BitumenReflectanceWavelength (nm)FieldSpecFR JPL 实验室已经有了在实验室已经有了在0.4-14微米范围内微米范围内2000种自然和人造种自然和人造物质的反射光谱数据库物质的反射光谱数

23、据库 联系人联系人: Dr. Simon HookJPL, MS 183-5014800 Oak Grove DrivePasadena, CA 91109Phone: 818-354-0974Fax: 818-354-0966E-mail: Simon.J.H Web: /nCSIRO 光谱库光谱库 联系人联系人:Dr. Jon HuntingtonCSIRODivision of Exploration & MiningP.O. Box 136North Ryde, N.S.W., 1670AustraliaPhone: +61-2-94908839E-mail: Jon.Hunti