野外测谱学研究进展(2)——Progress in field spectroscopy_醉笑的地盘_ ...

为了充分发挥野外光谱测量数据的长期价值,十分有必要将合适的元数据与光谱数据一起存储。典型的元数据列于表1中。在野外光谱测量的元数据研究领域新出现的{zj0}实践在本文引言中所列的文献,以及 Ruby and Fischer (2002),Bojinski et al.(2003),Clark et al. (2002,Milton(2004),Pfitzner et al.(2006)and Hüni and Tuohy(2006),Hüni et al. (2007b)等人的文献中有深入的讨论。(东阳何生的翻译作品)

表1 光谱数据库所需的典型元数据 (东阳何生的翻译作品)

变量(推荐单位)

备注

1、位置信息

i)经纬度(度);(ii)单个采样点的位置;(iii)海拔高度(米)

ii)单个采样点的位置所用的坐标系应与采集的其他数据的空间参考系相一致

2、现场描述

土地覆被类别描述及其它

这取决于研究目的,但应该基于一个国际承认的分类方案,例如LPV承认的方案LPV The subgroup on Land Product Validation (LPV) is one of six subgroups of the Working Group on Calibration and Validation (), which itself is one of two standing working groups within the Committee on Earth Observation Satellites (, see also

3、测量时间

世界协调时间(Universal Time Coordinated, UTC)

在野外配备GPS,时间和地点可被用于确定每一次光谱测量的太阳天顶角

4、测量时刻的天空状况

i)云的类型(世界气象组织WMO的有关云种类);(ii)云覆盖的范围(云量单位:oktas);(iii)太阳是否被遮蔽

iii)可以被准确评价,通过在一个白色表面所形成的阴影的强度和显著性,或通过半球摄影术

5、气象数据(东阳何生的翻译作品)

i)气温();(ii)相对湿度(%);(iii)表面大气压(kPa);(iv)直接与散射辐照度的比例;(v)气溶胶光学厚度(Aerosol Optical Thickness AOT,无单位);(vi)水汽数量(等效厚度,厘米)

平均风速及其变化(阵风)也是很重要的,特别是在测量柔软的植被(如农作物)的光谱的时候。至于(vvi),手持式太阳光度计(A portable sunphotometer)对于测量气溶胶厚度和水汽量是十分有用的。

6、仪器参数(东阳何生的翻译作品)

(i)模型及序列号;(ii)最近一次校正的日期;(iii)视场角(度);(iv)每个波段的光谱反应(仅针对辐射计);(v)光谱采样间隔及半强波段宽度(仅对光谱仪)

光谱仪校正,典型的包括波长和光谱辐射率的可重复性及准确性,辐射测量的线性度,形状,视场角的形状,极化灵敏度及温度灵敏度。其他因素如传感器点分布函数和依赖于波长的信噪比等也经常被考虑

7、测量方法

i)孔;(ii)余弦锥体;(iii)参考板的类型,序列号,校正日期;(iv)余弦校正接收器的类型,序列号,校正日期

余弦锥体(Cos-conical)指利用余弦纠正接收器而非参考板(双锥体)

8、野外技术

i)观测几何(通常表示为一个角度从天底点(0°)看天顶);(ii)描述用来将传感器固定在所测表面上方的设备及装置;(iii)传感器距离地面高度(米);(iv)传感器距离测量表面高度;(v)采样方法及样点的空间布局;(vi)全谱段测量目标或参考板或余弦纠正接收器所耗费的时间(秒);(vii)在测量目标和测量参考白板(或余弦校正接收器)之间的延迟时间(如果有的话);

vii)在单光束测量中,由于只有一个传感器探测头用于连续测量目标及参考板,这期间的迟滞时间需要记录。(东阳何生的翻译作品)

9、测量所得参数

i)辐射亮度;(ii)反射率比值

反射率比值(Reflectance factor)可以进一步被分为双锥形,锥-半球,半球-锥,或双半球等

2.4 反射率特征的多视角观测(东阳何生的翻译作品)

前面我们讨论了在一个固定的观测几何下测量反射率这一相对简单的情况。然而,近年来越来越多的研究高潮集中到多角度反射率测量,主要是自然表面的BRDF特性。BRDF只是个抽象的概念(两个无穷小值的比),人们没法在野外通过直接测量而得到,但是,人们对于利用野外观测值来预测BRDF有越来越多的兴趣。对反射率各方向相异性的方向性测量能够为我们提供表面结构的信息,和对于反射率尺度转换的研究也是有必要的,在整个半球之上的反射率的整体测量。另外,新的星载传感器如多角度成像光谱仪(Multi-Angle Imaging Spectrometer,MISR)和紧凑型高分辨率成像光谱仪(Compact High Resolution Imaging Spectrometer,CHRIS装载在欧空局低成本小卫星Proba上)都具有方向性观测的能力,并且许多机载传感器宽阔的视场角需要对定向反射量有一个定量化的理解。鉴于此,我们需要搜集波谱辐照度的角度分布信息,因为这影响到用传统的天底点光谱仪测量的HCRF的值,这意味着双锥体反射率测量(相对于HCRF)——见图3的 Case 5 。

要进行多次天底点测量,一个稳定的平台是必不可少的,如何实现高效率,可重复采样的半球反射通量测量?研究人员多年以来在这方面作了很多独创性的尝试。为了阐述在多角度测量反射率方面的研究进展,我们可以来比较两种旨在测量雪面反射率的定向光谱仪的设计,这两者时隔50年。{dy}种仪器Knowles-Middleton 和 Mungall在1952年进行了描述,组成了一个封闭的半圆型盒,一个光电倍增管安装在其中的链传动轨道上,操作员可以通过旋转曲柄来推进这个轨道(见图5)。一个表格记录装置记录着光电倍增管的输出电压,这样,积雪表面的定向亮度被实时记录在案。照明是由一盏安装在封闭盒子顶端的灯提供的。整个装置从一个三脚架上悬挂下来以防止雪面的干扰,并允许不同方位角取样。

图5 Knowles-Middleton和Mungall于1952年设计的雪地定向仪,标记的部位为:A:灯泡;B:采样口;C:光学入口;D-G:用于移动传感器的机械装置并保证传感器任何时间指向采样口。

第二种雪地定向光谱仪是Painter等人在2003年介绍的。它代表了一类光谱仪的设计,这类光谱仪的光学入口可以在一定范围的观测天顶角和观测方位角之间移动。同样的基本理念已经被用于与大多数类型的定向光谱仪,无论是手动式的(Giardino & Brivio, 2003;Milton & Webb, 1987 )或自动式(Sandmeier & Itten, 1999)。Painter所描述的装置是很有趣的,因为它利用机器人学的运动理论来控制光学入口的运动。Painter所采用光谱仪是ASD FieldSpec FR,它能在不到3分钟之内完成一个完整的15°采样天顶角和方位角,假设跨越整个太阳主平面对称 。

   

 

未完,待续,何生火热翻译中……敬请期待! 

   

  

  

  

  

  

  

  

  

 

  

  

————————————————————————————————————————————

原文:Milton, E. J. et al., Progress in field spectroscopy, Remote Sensing of Environment (2007), doi:10.1016/j.rse.2007.08.001

★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★
东阳何生®
客串翻译,转载出处你爱注不注:-)
★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★

  



郑重声明:资讯 【野外测谱学研究进展(2)——Progress in field spectroscopy_醉笑的地盘_ ...】由 发布,版权归原作者及其所在单位,其原创性以及文中陈述文字和内容未经(企业库qiyeku.com)证实,请读者仅作参考,并请自行核实相关内容。若本文有侵犯到您的版权, 请你提供相关证明及申请并与我们联系(qiyeku # qq.com)或【在线投诉】,我们审核后将会尽快处理。
—— 相关资讯 ——