地物光谱特性曲线测定实验报告
地物光谱 实验报告
地物光谱实验报告地物光谱实验报告一、引言地物光谱是指地球表面上各种物质对太阳辐射的反射和吸收特性。
通过对地物光谱的研究，可以了解地球表面的组成、结构和特征，对于地质勘探、环境监测和农业生产等领域具有重要意义。
本实验旨在通过测量不同地物的光谱曲线，探究地物的反射和吸收特性。
二、实验方法1. 实验材料准备本实验使用的材料有：植物叶片、土壤样本、水样本、红外线灯、光谱仪等。
2. 实验步骤(1) 将植物叶片、土壤样本和水样本分别放置在光谱仪下方，保持距离一致。
(2) 打开光谱仪，选择合适的测量模式。
(3) 调整光谱仪的参数，确保测量的准确性。
(4) 依次测量植物叶片、土壤样本和水样本的光谱曲线。
(5) 记录测量结果，并进行数据分析。
三、实验结果与分析1. 植物叶片的光谱曲线通过测量不同植物叶片的光谱曲线，我们可以观察到不同波长的光线在叶片上的反射和吸收情况。
一般来说，叶绿素对绿光的吸收最强，因此叶片在绿光下呈现出较暗的颜色。
而在红光和蓝光下，叶片的反射率较高，因此呈现出较亮的颜色。
2. 土壤样本的光谱曲线土壤样本的光谱曲线受土壤成分和湿度等因素的影响较大。
一般来说，泥质土壤在近红外区域的反射率较高，而砂质土壤在可见光区域的反射率较高。
此外，土壤湿度的增加会导致光谱曲线向长波段方向移动。
3. 水样本的光谱曲线水样本的光谱曲线与水的透明度和溶解物质的浓度有关。
一般来说，纯净的水在可见光区域的反射率较低，而在红外区域的反射率较高。
当水中溶解物质的浓度增加时，光谱曲线会发生变化，反射率会随之增加或减小。
四、实验结论通过本实验的测量和分析，我们得出以下结论：1. 植物叶片的光谱曲线受叶绿素的吸收作用影响较大，不同波长的光线在叶片上的反射和吸收情况不同。
2. 土壤样本的光谱曲线受土壤成分和湿度的影响，不同类型的土壤在不同波长的光线下的反射率不同。
3. 水样本的光谱曲线受水的透明度和溶解物质的浓度影响，纯净水在可见光区域的反射率较低。
地物光谱仪实习报告
本次实习旨在通过实际操作地物光谱仪，加深对地物光谱原理的理解，掌握地物光谱仪的使用方法，学会从光谱数据中提取地物信息，并运用这些信息进行地物分类和遥感图像处理。
通过实习，培养学生的实际操作能力、数据分析能力和遥感应用能力。
二、实习内容1. 实习准备在实习前，我们首先学习了地物光谱的基本原理，了解了地物光谱仪的结构和功能。
通过查阅资料，了解了不同类型地物光谱的特点，为实习奠定了理论基础。
2. 实验操作（1）光谱仪的组装与调试在指导老师的带领下，我们首先对地物光谱仪进行了组装和调试。
按照操作手册，我们依次连接各个部件，包括光源、探测器、数据采集卡等。
在调试过程中，我们注意调整各个部件的位置和角度，确保光谱数据的准确性。
（2）地物光谱采集采集地物光谱是实习的核心环节。
我们选取了多种地物，如土壤、植被、水体等，进行光谱采集。
在采集过程中，我们按照操作规程，调整光谱仪的参数，如波长范围、分辨率等，以确保采集到高质量的光谱数据。
（3）光谱数据处理与分析采集到地物光谱数据后，我们利用光谱处理软件对数据进行处理和分析。
主要步骤包括：光谱预处理、光谱校正、特征提取和地物分类。
3. 实习成果通过本次实习，我们取得了以下成果：（1）掌握了地物光谱仪的使用方法，能够熟练进行光谱数据的采集和处理。
（2）了解了不同地物光谱的特点，能够根据光谱数据对地物进行初步分类。
（3）培养了实际操作能力、数据分析能力和遥感应用能力。
1. 实习收获（1）理论知识与实践相结合，加深了对地物光谱原理的理解。
（2）提高了实际操作能力，学会了地物光谱仪的使用方法。
（3）培养了团队合作精神，提高了沟通协作能力。
2. 实习不足（1）在光谱数据处理和分析过程中，仍存在一些问题，如特征提取方法的选择、地物分类的准确性等。
（2）在实习过程中，部分同学对地物光谱原理的理解不够深入，影响了实习效果。
3. 改进措施（1）加强理论学习，深入学习地物光谱原理，提高对光谱数据的理解和处理能力。
光谱特性测量实验报告
一、实验目的1. 理解光谱分析的基本原理和实验方法；2. 掌握光谱仪器的操作技巧；3. 通过光谱测量，了解物质的组成和结构；4. 培养实验数据的处理和分析能力。
二、实验原理光谱分析是一种基于物质对光的吸收、发射和散射特性来研究物质组成和结构的方法。
通过测量物质的光谱，可以确定物质的元素组成、化学结构、分子结构以及物理状态等信息。
实验中，我们主要利用了以下光谱分析方法：1. 吸收光谱法：通过测量物质对特定波长光的吸收情况，分析物质的组成；2. 发射光谱法：通过测量物质在激发态下发射的光，分析物质的组成和结构；3. 散射光谱法：通过测量物质对光的散射情况，分析物质的物理状态和结构。
三、实验仪器与装置1. 光谱仪：包括光源、单色仪、检测器等；2. 光谱仪控制软件；3. 样品池；4. 标准样品；5. 计算机及数据采集系统。
四、实验内容1. 吸收光谱法实验：（1）将样品池中的样品与标准样品进行对比，测量其吸收光谱；（2）通过分析吸收光谱，确定样品的组成和浓度。
2. 发射光谱法实验：（1）将样品池中的样品激发，测量其发射光谱；（2）通过分析发射光谱，确定样品的组成和结构。
3. 散射光谱法实验：（1）将样品池中的样品进行散射，测量其散射光谱；（2）通过分析散射光谱，了解样品的物理状态和结构。
五、实验结果与分析1. 吸收光谱法实验结果：通过对比样品和标准样品的吸收光谱，发现样品中含有特定元素，并计算出其浓度。
2. 发射光谱法实验结果：通过分析样品的发射光谱，发现样品中含有特定元素，并推断出其结构。
3. 散射光谱法实验结果：通过分析样品的散射光谱，了解样品的物理状态和结构，并与理论预测进行对比。
六、实验结论1. 通过光谱分析实验，掌握了光谱分析的基本原理和实验方法；2. 学会了光谱仪器的操作技巧，提高了实验技能；3. 通过光谱测量，成功分析了样品的组成和结构；4. 培养了实验数据的处理和分析能力。
七、实验反思1. 在实验过程中，应注意样品的预处理，确保实验结果的准确性；2. 光谱分析实验对样品的纯度和质量要求较高，实验过程中应严格把控；3. 在实验过程中，要注意实验数据的记录和整理，以便后续分析；4. 光谱分析实验具有一定的风险，操作过程中应严格遵守安全规范。
地物光谱反射实验报告
一、实验目的1. 学习地物光谱反射率的测定方法。
2. 认识地物光谱反射率的规律。
3. 掌握绘制地物反射光谱曲线。
4. 分析不同地物在不同波段的光谱反射特征。
二、实验原理地物光谱反射实验是基于地物对太阳辐射的反射、吸收和透射特性来进行的。
当太阳光照射到地物表面时，地物会吸收一部分能量，同时反射一部分能量。
反射的光谱特征可以反映地物的物理和化学性质，如颜色、成分、水分含量等。
实验原理如下：1. 反射定律：入射光线、反射光线和法线在同一平面内，入射光线和反射光线分居法线两侧，入射角等于反射角。
2. 光谱反射率：地物对某一波长的光线的反射率是指反射光强度与入射光强度的比值。
3. 光谱反射曲线：将地物在不同波长的光谱反射率绘制成曲线，即可得到地物的光谱反射曲线。
三、实验仪器与材料1. 仪器：- 地物光谱仪- 移动平台- 温度计- 湿度计- 数据采集器2. 材料：- 不同地物样本（如植被、土壤、水体、岩石等）- 标准白板四、实验步骤1. 样本准备：将不同地物样本清洗干净，并在实验前测量其温度和湿度。
2. 光谱反射率测定：- 将地物样本放置在光谱仪下，调整光谱仪的参数，使其对准样本表面。
- 打开光谱仪，记录样本在不同波长的光谱反射率。
- 重复测量多次，取平均值。
3. 数据记录与处理：- 将实验数据记录在表格中。
- 使用绘图软件绘制地物光谱反射曲线。
4. 结果分析：- 分析不同地物在不同波段的光谱反射特征。
- 比较不同地物的光谱反射曲线，探讨其差异的原因。
五、实验结果与分析1. 植被：植被在可见光波段（400-700nm）的光谱反射率较低，在近红外波段（700-1100nm）的光谱反射率较高。
这主要归因于叶绿素对光的吸收和反射。
在红光波段（660-680nm）附近，植被的光谱反射率有一个峰值，称为“红边”，这是由于叶绿素对红光的吸收较强，对绿光的吸收较弱造成的。
2. 土壤：土壤的光谱反射率在可见光波段和近红外波段都较低，但在短波红外波段（1100-2500nm）的光谱反射率较高。
光谱实验报告
实习报告（一）实验名称：《地物光谱特性测量》（二）所属课程名称：《资源环境遥感》（三）学生姓名：（四）实验日期及地点：（五）实验目的：对校园中的一些地物进行遥感光谱特性测量（六）实验意义：（1）对光谱测量仪器的认识：ASD野外光谱分析仪FieldSpecPro是一种测量可见光到近红外波段地物波谱的有效工具，它能够快速扫描地物，光线探头在毫秒内得到地物的单一光谱。
FieldSpec分光仪主要由附属手提电脑，观测仪器，手枪式把手，光线光学探头以及连接数据线组成。
通过连接电脑，可实时持续显示测量光谱，使得测量者可以即时获取需要的测量数据。
（2）对课堂内容的认识：地物反射光谱是指某种物体的反射率或反射辐射能随波长变化的规律，以波长为横坐标，反射率为纵坐标所得到的曲线即为反射波谱特性曲线。
影响地物波谱变化的因素：太阳位置（太阳高度角和方位角）。
不同的地理位置，海拔高度不同。
时间、季节的变化。
地物本身差异、土壤含水量、植被病虫害。
（七）实验原理：（八）人员要求：设备：（1）ASD公司生产的Field Spec3高光谱辐射仪（2）软件：RS3和View SpecPro Graph工作要求：（1）天气情况：地面能见度：晴朗，地面能见度不小于10km，云量要求：太阳周围90°立体角范围内淡积云量小于2%，无卷云或浓积云等，风力要求：无风或微风（测量时间风力小于4级，对植物测量时风力最好小于3级）测量时间：为保持太阳高度角大于45度，且由于北京地区处于中纬度地区，所以测量时间应在北京时间10:00~14:00之间，冬季对于测量时间应该更加严格一些。
另外，测量速度应该满足<=1min/组。
（2）测量情况：为减少反射光对观测目标的影响，观测人员应着深色服装，观测时面对太阳站立与目标区后方，观测时保持探头垂直向下，使得机载成像光谱仪观测方向保持一致，注意观测目标的二项反射影响。
记录人员应站在观测人员身后，并避免在目标区周围走动。
地物光谱仪实习报告
实习报告一、实习背景和目的地物光谱仪是一种高精度的测量仪器,能够获取地物的光谱信息,对地物进行定性和定量分析,广泛应用于地质、农业、环境、生态等领域。
本次实习,我参加了地物光谱仪的操作培训和实际应用,旨在了解地物光谱仪的基本原理、操作方法及其应用领域,掌握地物光谱数据的处理和分析技巧,提高自己的实践能力和科学素养。
二、实习内容1. 地物光谱仪的基本原理和工作原理地物光谱仪主要由光源、分光镜、探测器、信号处理器等部分组成。
光源发出的光线经过分光镜分成不同波长的光线,经过样品后,探测器接收透过样品的光线,并将光信号转化为电信号,经过信号处理后得到样品的光谱信息。
地物光谱仪的原理是利用样品对不同波长的光线的吸收、反射和透射等特性,获取样品的光谱信息,从而对样品进行定性分析和定量分析。
2. 地物光谱仪的操作方法在实习过程中,我学习了地物光谱仪的操作方法。
首先,需要将样品放置在样品台上,并调整样品台的位置,使样品位于光谱仪的测量范围内。
然后,打开光谱仪的光源,等待光谱仪稳定后,启动测量程序,光谱仪会自动测量样品的光谱信息,并在电脑上显示光谱曲线。
最后,根据光谱曲线,可以对样品进行定性分析和定量分析。
3. 地物光谱仪的实际应用在实习过程中,我了解了地物光谱仪在实际应用中的重要性。
地物光谱仪可以应用于地质勘探、农业生产、环境保护、生态监测等领域。
例如,在地质勘探中,地物光谱仪可以帮助地质学家识别岩石和矿物,寻找矿产资源;在农业生产中,地物光谱仪可以帮助农民监测作物的生长状况,调整施肥和灌溉方案;在环境保护中,地物光谱仪可以帮助监测污染物的排放和环境质量的变化;在生态监测中,地物光谱仪可以帮助研究者了解生物群落的结构和功能,保护生态环境。
三、实习收获通过本次实习,我了解了地物光谱仪的基本原理、操作方法及其应用领域,掌握了地物光谱数据的处理和分析技巧,提高了自己的实践能力和科学素养。
同时,我也认识到地物光谱仪在现代科技领域中的重要作用,深感科技对人类社会的重要性和责任重大。
实验二 地物光谱特性及可分性分析
实验二地物光谱特性及可分性分析
一、实验目的与要求
1 感兴趣区域的选择及地物光谱特征分析；
2 地物光谱特征统计及可分性分析。
3 叠合光谱图的制作
4 分层分类规则的建立
三、实验方法与步骤
1.感兴趣区域选择
2 地物光谱特征统计
操作步骤：Tools→Region Of Interest→Create Class Image Of ROI
接下来：Classification →Post Classification
下图是光谱特征统计表（部分）：
3. 可分性分析
操作步骤：Options →Compute ROI Sepatability 下图是可行性分析表（部分）：
4.制作叠合光谱图
没有第六波段
5.建立分层分类规则：
从光谱叠合图中可以看出，从波段一可以分出2和4，从波段2可以分出2和4，从波段三可以分出2和4，从波段四可以分出3和4，从波段五可以分出1,2,3,4，从波段七可以分出2和4，但是无论哪个波段都不能分出5和6，所以可以把5和6归为一类。
三、实验总结：
这是第一次做地物光谱特性及可分性分析的实验，也是第一次应用envi软件，开始感觉挺陌生，但用用也就熟悉了。
通过这次实验，我学习到了地物光谱特性及可分性分析的方法和步骤，能根据遥感图像制作出叠合光谱图，对地物进行分类。
地物光谱测量实验报告
地物光谱测量实验报告一实验目的1.掌握地物反射波谱测量的基本原理2.了解典型地物类型的光谱特征，并通过测量得到其反射光谱曲线植被土壤水体3.通过实验更深入的了解表征辐射的物理量、以及地表同入射光的作用机制辐射亮度L (radiance)反射率R (reflectance)二实验器材1.fieldspec 3，产自美国ASD公司，其数据间隔为1nm，光谱范围350nm-2500nm2.手提电脑3.白板和灰板三实验步骤将地物与已知反射率的白板（标准板）相比较，求出地物反射率R具体操作：1 光谱仪探头对准白板优化(OPT)2 点击RAD图标3 按空格键存储4 光谱仪探头对准目标地物5 按空格键存储四实验结果1植被的反射波谱特征1 ）不同种类的植物均具有相似的反射波谱曲线2 ）可见光区域，由于叶绿素的强烈吸收，植物的反射、透射率均低，仅在0.55附近有一10-20%的反射峰而呈绿色。
3 ）近红外区域，在0.7—1.3之间形成50-60%的强反射峰，由于不同种植物的叶内细胞结构差异大，不同种植物的反射率在该波段具有最大的差值，故是区分植物种类的最低波段。
4 ）1.45、1.95、2.7为中心的三个吸收带为水吸收带，高斯曼发现，还三人吸收带之间的两个反射峰（1.65及2.2）上，各值与非多汁植物反射率差别非常明显。
两图皆较符合其光谱特征2水体的反射波谱特征反射率在各波段内都低（一般在3%左右），在可见光部分为4-5%，在0.6处降至2-3%，到0.75以后的近红外波段，水成了全吸收体。
可以看出，可见光波段反射率逐渐降低，在红外波段，水成为完全吸收体。
两图的差异反应出水全反射部分的影响。
3土壤的反射波谱特征1）反射率：与土壤质地、有机质含量、氧化含量和含水量及盐份等因素有关；粉砂>砂土>腐质土。
2）反射光谱曲线由可见光到红外呈舒缓向上的缓倾延伸可以看出，四图的土壤光谱特征大致呈相同的逐渐缓慢增长的趋势。
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实验课程及编号：地物光谱特性曲线测量及分析 实验项目及编号： 报告
姓名： 人
指导教师： 学号：
姓名：
学号：
实验员：
同 组 姓名： 人员 姓名：
学号： 学号：
姓名：
时 间 实验 软件 硬件 设备
2017 年 10 月 31 日 10：00—11：00 Avasoft7.8 光谱仪、手提电脑、白板与黑板、光纤
图1
Transmittance [% transmittance]
35 30 25 20 15
吉林大学 10 5 0
Wave[nm]
Wave（nm）
二、实验结果（可单独附页）
25 20 15 10
5 0
Transmittance [% transmittance
400 423 446 469 492 515 538 561 584 607 630 653 676 699 722 745 768 791 814 837 860 883 906 929 952 975 998 1021 1044 1067 1090
图2
Transmittance [%
transmittance]
400 425 450 475 500 525 550 575 600 625 650 675 700 725 750 775 800 825 850 875 900 925 950 975 1000 1025 1050 1075 1100
各种物体，由于其结构与组成的成分形状是不一样的。
地物波谱特性（反射波谱）测定的原理是：用光谱测定仪器（置于不同波长或波谱段）分 别探测地物与标准板，测量、记录和计算地物对每个波谱段的反射率，其反射率的变化规律就 是该地物的波谱特性。
吉林大学
二、实验方法与步骤
5.查看图像，点击 File 菜单下的 display saved graph 查看波谱图像曲线。
图3
50 45 40 35 30 25 20 15 10
5 0
Wave （nm）
Transmittance [%
transmittance]
400 425 450 475 500 525 550 575 600 625 650 675 700 725 750 775 800 825 850 875 900 925 950 975 1000 1025 1050 1075 1100
1.获取参考光谱。将探头垂直对准标准白板，在 Scope 模式下，通过菜单选择 File/Save Reference 或者点击屏幕左上方的白色框 ，保存参考光谱。
2.获取暗光谱。在 Scope 模 式 下 ， 点 击 start 按 钮 ， 获 取 暗 光 谱 , 再 点 击 菜 单中的 File/Save-Dark 或用鼠标点击屏幕左上方的黑色框，以便保存暗光谱。然后点击 set up 下的减噪 按钮。
四、实验结果分析 1. 图 1 是沥青路的反射波谱特性曲线，总体较为平滑。
2. 图 2 是红色地砖的反射波谱特性曲线。从图中曲线可以看到，红色地砖在各个波段的的反射 率差别较大，在红光波段与近红外波段附近达到波峰，然后随着波长的增加反射率逐渐降低。
3. 图 3 是荒草的反射波谱特性曲线。从图中曲线可以看到，荒草在各个波段的的反射率差别明 显
学号： 地点：地质宫 345 地质宫科技之星广场
吉林大学
实 验 数 据 或 材 料
详细见附件
一、实验目的与原理
实验目的：
1．掌握地物反射波谱测量的基本原理
2. 了解典型地物类型的光谱特征 ，并通过测量得到其反射光谱曲线
实验原理：
反射波谱是某物体的反射率（或者是反射辐射能）随波长变化的规律，以波长为横坐标， 反射率为纵坐标所得的曲线称为该物体的反射波谱特性曲线。
附件图
图 1 沥青路实物图
吉林大学 图 2 红色地砖实物图
图 3 荒草实物图
3.测 定 地 物 的 反 射 波 谱 。首 先 ，点 击 菜 单 栏 中 的 T 按 钮 ，进 入 Transmittance 模 式 ， 将光谱仪的探头对准待测地物，得到地物的反射波谱曲线。
4.保存波谱,选择菜单中的 File/Save Experment，或者点击工具条中的按纽，保存 当前所观测的地物波谱。
五、对本课程实验或实验项目的建议
实验教师评语及成绩
吉林大学
教师签名：
日期：
基本要求与说明： 1、 实验原理部分文字阐述要简洁扼要，可附上相应公式、图解； 2、 实验步骤与方法叙述繁简适当； 3、 实验结果可以是图像、数据记录、计算表格、实验现象描述等多种方式表达，简要说明
各表达形式结果的特征与意义； 4、 表格大小和所列条目数可以根据实际情况进行调整与增删；