一种混合像元高光谱测量装置的制作方法

本实用新型涉及一种混合像元高光谱测量装置，属于光谱测量技术领域。

背景技术：

遥感影像中每个像元记录的是探测单元瞬时视场角所对应的地面范围内所有目标辐射能力的总和，如果该视场角所对应的范围内包含了多种不同类型的探测目标，这样的像元即称为混合像元，而传感器获取目标物体的光谱信息往往都是多种目标景物的混合光谱。同时地物的反射特性不仅具有光谱特性而且也有方向特性，非朗伯体表面的反射往往具有多角度、多方位空间分布的特征，对于非朗伯体而言，它对辐射的反射和散射能力不仅随波长的改变而变化，观测空间的方向也起着至关重要的作用。因此排除大气散射、地形起伏、地表粗糙度等外部环境因子对混合像元分解效果的影响，混合像元的混合比例和光谱测量角度也会产生影响。目前大多数混合光谱分解实验往往忽略了混合像元的混合比例和光谱测量角度对分解精度的影响，从而影响测量精度，不利于人们的使用。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供混合像元高光谱测量装置，具备混合像元高光谱测量装置便于使用的优点，解决了混合像元光谱测量不方便的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种混合像元高光谱测量装置，包括地物光谱仪1、电源线2、高密度探头3、卤素灯4、圆环5、混合像元样本6、探测光纤9、方位角测量圆盘7、光纤保护套管8、指针Ⅰ10，地物光谱仪1通过电源线2与高密度探头3连接；高密度探头3内腔的顶部设有卤素灯4，高密度探头3的底部固定连接有圆环5，圆环5的正下方设有混合像元样本6，混合像元样本6置于方位角测量圆盘7上；方位角测量圆盘7上印有混合像元样本6的外轮廓线，方位角测量圆盘7边缘刻有0~360°的度数，方位角测量圆盘7可旋转；地物光谱仪1上设有探测光纤9，探测光纤9贯穿高密度探头3并延伸至高密度探头3的内部，探测光纤9的表面设有光纤保护套管8，光纤保护套管8与高密度探头3的内壁固定连接；高密度探头3的底部中间设有指针Ⅰ10，指针Ⅰ10的位置为光纤保护套管8的水平投影位置。

本实用新型所述方位角测量圆盘7的中间设有一个可以旋转的独立圆盘11，独立圆盘11的直径和混合像元样本6相同，独立圆盘11高于方位角测量圆盘7 1~5mm, 独立圆盘11的上端侧面设有指针Ⅱ12。

优选的，本实用新型所述高密度探头3的内径为22mm，前视场角为25°，观测天顶角为55°，波段范围为350-2500nm。

优选的，本实用新型所述混合像元样本6的直径为28mm，所述圆环5的内径和外径分别为22mm和28mm，混合像元样本6上设有一个和圆环5尺寸相同的黑色圆环。

优选的，本实用新型所述混合像元样本6包括一个底板为白色的纸质正圆，和由同样大小的黑色圆形纸片分成的20个大小相等的扇形，黑色扇形纸片置于白色的纸质正圆上，改变黑色扇形纸片的数量可以改变混合像元样本6的黑白混合比例。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

（1）本实用新型通过设置地物光谱仪、电源线、高密度探头、卤素灯、混合像元样本、圆环、探测光纤、指针、光纤保护套管和方位角测量圆盘的配合使用，使混合像元高光谱测量装置便于使用，混合像元高光谱测量装置进行混合像元分解精度评价和丰度估算时，能够提高混合像元分解的精度，有利于人们的使用。

（2）本实用新型通过设置直径28mm的混合像元样本和内径28mm的圆环，能够保证光谱测量时高密度探头与混合像元样本对准，通过设置纸质正圆的混合像元样本，方便改变扇形纸片的数量，从而可以改变混合像元样本的黑白混合比例，通过设置方位角测量圆盘，可以准确方便的记录光谱测量的观测方位角。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型结构混合像元样本的结构示意图；

图3为本实用新型结构方位角测量圆盘的结构示意图。

图4为实施例2的结构示意图。

图5为实施例2中方位角测量圆盘的结构示意图。

图中：1-地物光谱仪；2-电源线；3-高密度探头；4-卤素灯；5-圆环；6-混合像元样本；7-方位角测量圆盘；8-光纤保护套管；9-探测光纤；10-指针Ⅰ；11-独立圆盘；12-指针Ⅱ。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的保护范围并不限于所述内容。

实施例1

一种混合像元高光谱测量装置，如图1~3所示，包括地物光谱仪1、电源线2、高密度探头3、卤素灯4、圆环5、混合像元样本6、方位角测量圆盘7、光纤保护套管8、探测光纤9、指针Ⅰ10，地物光谱仪1通过电源线2与高密度探头3连接；高密度探头3内腔的顶部设有卤素灯4，高密度探头3的底部固定连接有圆环5，圆环5的设计能够保证光谱测量时高密度探头3与对准，圆环5的正下方设有混合像元样本6，混合像元样本6置于方位角测量圆盘7上；方位角测量圆盘7上印有混合像元样本6的外轮廓线，用于对准混合像元样本6，且刻有0~360°的度数，方位角测量圆盘7可旋转；地物光谱仪1上设有探测光纤9，探测光纤9贯穿高密度探头3并延伸至高密度探头3的内部，探测光纤9的表面设有光纤保护套管8，光纤保护套管8与高密度探头3的内壁固定连接；高密度探头3的底部中间设有指针Ⅰ10，指针Ⅰ10的位置为光纤保护套管8的水平投影位置；方位角测量圆盘7测量时高密度探头3和探测光纤9的位置不变，方位角测量圆盘7上指针Ⅰ10对准的角度即记录为光谱测量的观测方位角。

本实施例所述地物光谱仪1采用ASD Fieldspec3便携式地物光谱仪。

本实施例所述高密度探头3的内径为22mm，前视场角为25°，观测天顶角为55°，波段范围为350~2500nm；当高密度探头3的波段范围为350~1000nm时光谱采样间隔和分辨率分别为1.4nm和3nm，当高密度探头3的波段范围为1000~2500nm时光谱采样间隔和分辨率分别为2nm和10nm。

本实施例所述混合像元样本6的直径为28mm，所述圆环5的内径和外径分别为22mm和28mm；混合像元样本6上设有一个和圆环5尺寸相同的黑色圆环。

本实施例所述混合像元样本6包括一个底板为白色的纸质正圆，和由同样大小的黑色圆形纸片分成20个大小相等的扇形，黑色扇形纸片置于白色的纸质正圆上，改变黑色扇形纸片的数量可以改变混合像元样本6的黑白混合比例。

使用时，混合像元样本6与高密度探头3底部连接的圆环5对准，为了避免因探测光纤9投影遮挡而造成的影响，所有混合像元样本6都已逆时针旋转了22.5°，混合像元样本6采用普通A4纸打印出来，在实验室内测量混合像元光谱，光谱测量时圆环5垂直紧贴混合像元样本6，每个混合像元样本6在水平方向以45°为间隔测量8个观测方位角，即0°、45°、90°、135°、180°、225°、270°和315°，每个角度测量3次光谱，光纤保护套管8水平投影对准的角度即记录为光谱测量的观测方位角，为了减少观测条件变化的影响，加快测量速度，每个混合像元样本6完成8个方位角后的光谱测量后都要使用光谱仪定标白板进行校准，待反射率显示为一条恒等于1的直线后继续测量下一个混合像元样本6，利用光谱预处理软件对数据进行平滑、尖峰校正等预处理后算术平均作为各个混合像元样本6的原始光谱反射率数据。

实施例2

一种混合像元高光谱测量装置，如图4~5所示，包括地物光谱仪1、电源线2、高密度探头3、卤素灯4、圆环5、混合像元样本6、方位角测量圆盘7、光纤保护套管8、探测光纤9、独立圆盘11、指针Ⅱ12，地物光谱仪1通过电源线2与高密度探头3连接；高密度探头3内腔的顶部设有卤素灯4，高密度探头3的底部固定连接有圆环5，圆环5的设计能够保证光谱测量时高密度探头3与对准，混合像元样本6置于圆环5的正下方；地物光谱仪1上设有探测光纤9，探测光纤9贯穿高密度探头3并延伸至高密度探头3的内部，探测光纤9的表面设有光纤保护套管8，光纤保护套管8与高密度探头3的内壁固定连接。

本实用新型所述方位角测量圆盘7上刻有0~360°的度数，中间设有一个可以旋转的独立圆盘11，独立圆盘11的直径和混合像元样本6相同，独立圆盘11高于方位角测量圆盘7 2mm，独立圆盘11的上端侧面设有指针Ⅱ12；混合像元样本6置于独立圆盘11上，用于对准混合像元样本6，独立圆盘11可旋转；测量时高密度探头3和探测光纤9的位置不变，方位角测量圆盘7也固定不动，独立圆盘11进行旋转，指针Ⅱ12对准的角度即记录为光谱测量的观测方位角。