为：
[0075]a、准备工作：
[0076]首先，针对目标地表摆放热红外光谱仪，然后，放置辅助测量装置并进行初始化设 置(角度，转速，运行模式等）。在放置辅助测量装置时，需满足延长臂2的高度恰好位于对应 地表的高度位置，并且三脚支撑架5要尽可能的远离热红外光谱仪，以避免对目标地表及附 近区域的破坏，保证测量过程中的环境辐射足够稳定。之后，将参考板(漫反射金板)放置于 参考板托板1中，调整参考板托板1的位置，使得参考板位于镜头正下方，并能够充满整个热 红外光谱仪测量视场，避免在之后的测量中对位置进行调整，缩短测量的整体时间。最后， 通过中央控制系统6控制旋转台，使其转动90度（角度可根据需要进行调节，但需满足目标 地表不存在设备的阴影，避免对辐亮度测量精度的影响），切换观测目标，使得热红外光谱 仪对准待测的目标地表，完成准备工作。
[0077]b、目标地表离地辐亮度测量：
[0078]在完成步骤a中的准备工作后，此时的热红外光谱仪已对准待测目标地表，直接操 作热红外光谱仪进行测量，完成目标地表的离地辐亮度的采集。目标地表离地辐亮度Rs,i的 公式表示如下：
[0079]
[0080]
[0081]其中，i表示热红外光谱仪的第i个波谱通道;es,i为通道i的目标地表发射率;Ts为 目标地表的温度；及3为目标地表观测时通道i的环境辐亮度ddTs)为地表温度Ts下的通 道普朗克函数;其中，ci= 1.191X108W·um4 ·sr-1 ·m-2，C2= 1.439X104ym·ΚΑ为第i个 波谱通道对应的等效中心波长。
[0082]c、参考板(漫反射金板)的离地辐亮度测量：
[0083]通过中央控制系统6远程控制旋转台向步骤a中旋转的反方向转动90度(角度需与 步骤a中相等），以满足反向旋转后，参考板正好位于热红外光谱仪的镜头下方且满足测量 视场要求，即完成了参考板与目标地表的切换，然后，直接操作热红外光谱仪，完成参考板 的离地辐亮度采集;参考板离地辐亮度Rg,i的公式表示如下：
[0084]
(3)
[0085]其中，i表示热红外光谱仪的第i个波谱通道;eg>1为通道i的参考板发射率;Tg为参 考板的表面温度;Bi(Tg)为参考板温度Tg下的通道普朗克函数；为参考板观测时通道i 的环境辐亮度。
[0086]d、环境辐亮度的估算：
[0087]当对目标地表与参考板观测的时间间隔较短时，可以近似假设两次观测过程中环 境辐亮度基本没有发生变化，即两次观测的环境辐亮度近似相等，即7? =/?&。因此，通过 步骤c测量得到参考板的离地辐亮度后，利用获取的参考板的发射率hi和温度Tg，利用公 式(4)，计算得到环境辐亮度:
[0088]
[0089]其中，i表示热红外光谱仪的第i个波谱通道；为目标地表观测时通道i的环境 辐亮度；为参考板观测时通道i的环境辐亮度;Rg,i为参考板的通道离地辐亮度;Tg为参 考板的表面温度;Bi(Tg)为参考板温度Tg下的通道普朗克函数；eg,i为通道i的参考板发射 率。
[0090] 参考板的发射率可在实验室中测量得到，通常取值为eg, : = 0.01同时，由于参考 板的发射率很低，表面温度的误差对环境辐亮度估算结果的影响较小，所以可直接通过接 触式测温仪近似得到参考板的表面温度Tg。
[0091] e、地表发射率的迭代优化算法：
[0092] i、根据观测的目标辐亮度波谱，通过普朗克函数的反变换，估算各通道的亮度温 度，并选择最大的亮度温度作为目标地表温度的初始估计，同时设置1为地表发射率波谱的 初始估计；
[0093]ii、选择800-1250(31^1的光谱范围，作为地表发射率波谱的测定区间，并设置10cm4作为子区间分段大小，等间距划分光谱区间，将光谱范围分为Μ个子区间；
[0094] iii、利用分段线性假设，引入连续性约束限制，减少地表发射率测定过程中未知 数个数，将地表发射率波谱划分为Μ个子区间后，每个子区间包含若干个波谱通道，即可将 地表发射率波谱分段线性的表示为：
[0095]
[0096] 其中，采用优化分段线性方法表示后的地表发射率波谱共由Μ个子区间的地 表发射率波谱<，&2，…组成，#表示分段后第k个子区间的地表发射率波谱 (k= 1，2，…，M); <为第k个子区间光谱仪不同通道对应的波长；<，^+1分别为第k个子区 间发射率谱线的上下边界端点值(k=l，2,…，M);%，M+1则为子区间端点 <和^+1所对 应的波长值。
[0097] iv、利用优化分段线性表示的地表发射率波谱及辐射传输方程，估算目标离地辐 亮度，公式如下：
[0098]
[0099] 其中，i表示热红外光谱仪的第i个波谱通道；为估算的通道i的目标地表离地 辐亮度；为采用优化分段线性方法表示的通道i的地表发射率;Ts为目标地表温度; (Ts)为地表温度％下的通道普朗克函数；为通道i的环境辐亮度，通过参考板测得。
[0100] 对于N个通道的高光谱光谱仪测量数据而言，可以构建N个方程，而未知数个数为Μ +2个(Μ+1个发射率端点和1个地表温度），只需合理的划分子区间，即可满足Ν>=Μ+2,进而 从式(6)中求解目标地表的通道发射率。
[0101] ν、构建代价函数，衡量估算的离地辐亮度与实际测量的离地辐亮度之间的离散程 度Ε，即：
[0102]
[0103] 其中，i为位于800-1250(^+1光谱范围内热红外光谱仪的第i个通道；Ν为800-1250CHT1光谱范围内包含的波谱通道总个数；为估算的通道i的离地辐亮度;Rs>1为实 际测量的通道i的离地辐亮度，即公式（1);E值越小代表地表发射率和地表温度就越接近真 实值。
[0104] vi、利用构建的代价函数，借助数学上的非线性方程求解方法，如牛顿法，求取代 价函数最小值所对应的地表发射子区间端点值(k=l, 2,…，Μ)和地表温度ts;
[0105]Vii、利用获取的地表发射率子区间端点4 (k=l，2, "·，Μ)，利用分段线性插 值，重新恢复出整条地表发射率波谱;
[0106] viii、迭代条件的判断，如果前后两次计算的地表温度差值小于给定的阈值（如 0.1K)，或者迭代次数N到一定的次数(如N2 100)，则迭代停止。否则，根据获取的地表发射 率波谱形状，对于波谱形状存在明显波动的地方，缩短子区间分段大小，继续细分子区间； 对于波谱形状不存在明显波动的地方，保持原先子区间分段大小不变。采用一种非等间距 的光谱区间划分方式，重复iii-Viii的步骤；
[0107] ix、在满足步骤viii的迭代终止条件后，将此时得到的地表发射率波谱作为最终 值，输出并保存，完成地表发射率波谱的测定。
[0108] 上述实施方式并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领 域的技术人员在本发明的技术方案范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也均属于本发 明的保护范围。
【主权项】
1. 一种轻便高光谱地表发射率无损测定装置，其特征在于：它由参考板托板（I)、延长 臂(2)、配重砣(3)、转动组件(4)、三角支撑架(5)和中央控制系统(6)组成； 所述转动组件(4)由步进电机和旋转台构成，步进电机设置在旋转台的一侧;所述转动 组件(4)设置在三角支撑架(5)的上端，转动组件4用于带动延长臂(2)横向转动;转动组件 (4)由中央控制系统(6)进行控制，并通过航空插头与中央控制系统(6)相连接;所述旋转台 的转动精度为0.1°，转动的角度为360° ; 所述参考板托板（1)用于放置和固定参考板，参考板托板的尺寸为14cm*10cm，14cm为 固定长度边，IOcm为可扩展边，通过更换配套的L型固定夹实现长度的扩展;所述参考板托 板(1)通过螺丝固定于延长臂(2)的一端； 所述配重砣（3)设置在和参考板托板（1)相对应的延长臂（2)的另一端，用于对延长臂 (2)与参考板托板（1)的平衡配重，配重砣