[发明专利]一种地物光谱仪观测范围的界定装置及方法

权利要求书

1.一种地物光谱仪观测范围的界定装置，其特征在于：包括区域记录探头(1)、角度仪(6)和长杆(5)，所述区域记录探头(1)包括由摄像头(1-1)、地物光谱仪光学探头安装架(1-2)、激光器(1-3)、伞形安装架(1-4)、调节装置(1-5)、连接导线走线孔(1-6)、角度调节关节(1-7)和安装管(1-8)；

地物光谱仪光学探头安装架(1-2)位于安装管(1-8)的最下端的中心位置，安装管(1-8)上设置连接导线走线孔(1-6)，伞形安装架(1-4)以安装管(1-8)为中心设置，激光器(1-3)安装在伞形安装架(1-4)的下端，通过旋转调节装置(1-5)控制伞形安装架(1-4)的张开角度，摄像头(1-1)安装于安装管(1-8)的外侧；

摄像头(1-1)、激光器(1-3)和安装在地物光谱仪光学探头安装架(1-2)上的地物光谱仪光学探头的光学平面相互平行，并且摄像头(1-1)的摄影方向和地物光谱仪光学探头的测量方向，以及激光器(1-3)的发射方向一致；

角度调节关节(2)的尾端和长杆(5)通过螺栓连接，另一端与安装管(1-8)连接，角度仪(6)设置在长杆(5)上，当区域记录探头(1)在长杆(5)下侧朝向地面时，角度仪(6)处于长杆(5)上侧朝向天空。

2.根据权利要求1所述地物光谱仪观测范围的界定装置，其特征在于：设置有连接导线(2)、控制板(3)和电池(4)，将控制板(3)的电路板和电池(4)安装于长杆(5)内部，电池(4)连接电路板，控制板(3)的电路板经连接导线(2)分别连接激光器(1-3)和摄像头(1-1)，控制板(3)上设置用于开关电源的按钮(7)、用于开关激光器(1-3)的按钮(8)和用于拍摄相片的按钮(9)，按钮(7)、按钮(8)和按钮(9)设在长杆(5)表面，通过按钮(7)、按钮(8)和按钮(9)，分别经电路板控制电池(4)是否供电、激光器(1-3)的开关以及摄像头(1-1)的拍摄。

3.根据权利要求2所述地物光谱仪观测范围的界定装置，其特征在于：所述调节装置(1-5)采用电机，控制板(3)的电路板经连接导线(2)连接电机。

4.根据权利要求2所述地物光谱仪观测范围的界定装置，其特征在于：所述调节装置(1-5)采用调节螺母。

5.根据权利要求3所述地物光谱仪观测范围的界定装置实现的界定方法，其特征在于：包括以下步骤，

步骤101，安装地物光谱仪光学探头，包括将地物光谱仪光学探头安装到光谱仪光学探头安装架(1-2)，地物光谱仪光学探头的尾部光纤从连接导线走线孔(1-6)穿出，和地物光谱仪相连接，地物光谱仪和电脑连接；

步骤102，使长杆(5)水平于地面，根据地物观测目标，通过角度调节关节(1-7)调节地物光谱仪探头和长杆(5)之间角度并固定，调节地物光谱仪光学探头的观测视场角，参照角度仪(6)确定光谱仪光学探头与太阳平面的观测几何； 

步骤103，通过按钮(7)接通电源，驱动电机，使得伞形安装架(1-4)逐渐打开，然后通过按钮(8)开启激光器(1-3)； 

步骤104，通过电脑启动地物光谱仪对视场中的光谱进行探测，当地物光谱仪采集的光谱与所采用激光器(1-3)相同波长处不再出现变化时，判断出激光器标示范围刚好与光谱仪观测视场范围重合，通过按钮(7)切断电源，停止伞形安装架(1-4)张开；

步骤105，通过按钮(9) 控制摄像头（1-1）拍摄一张相片，通过按钮(8)关闭激光器(1-3，通过按钮(7)切断电源，然后利用地物光谱仪采集一条光谱；

步骤106，电脑读取地物光谱仪观测的光谱数据，并通过USB接口读取摄像头(1-1)内部的相片，通过时间匹配光谱数据和相应相片，每张相片上激光光斑圈定的范围，就是对应所测光谱的几何观测范围。

6.根据权利要求4所述地物光谱仪观测范围的界定装置实现的界定方法，其特征在于：包括标定过程和作业过程，

标定过程包含步骤如下，

步骤211，安装地物光谱仪光学探头，包括将地物光谱仪光学探头安装到光谱仪光学探头安装架(1-2)，光学探头尾部光纤从连接导线走线孔(1-6)穿出，和地物光谱仪相连接；

步骤212，使长杆(5)水平于地面，将地物光谱仪光学探头的观测视场角调整为某个待标定的角度； 

步骤213，根据待标定的地物光谱仪光学探头的观测视场角，计算得到测量的视场范围，然后以光谱仪光学探头的投影中心点为圆心在地面确定观测范围；

步骤214，旋转调节螺母，张开伞形安装架(1-4)，同时通过按钮(8)打开激光器(1-3)，使激光器(1-3)的光斑所圈定的观测范围与步骤213中确定的观察范围一致，并标定调节螺母的位置；

步骤215，将地物光谱仪光学探头的观测视场角调整为新的待标定的角度，返回重复步骤213和214，直到对各种角度执行步骤213和214完成；

步骤216，得出各角度下相应调节螺母的位置作为标定结果；

作业过程包含步骤如下，

步骤221，安装地物光谱仪光学探头，包括将地物光谱仪光学探头安装到光谱仪光学探头安装架(1-2)，光学探头尾部光纤从连接导线走线孔(1-6)穿出，和地物光谱仪相连接；

步骤222，使长杆(5)水平于地面，根据地物观测目标，通过角度调节关节(1-7)调节地物光谱仪探头和长杆(5)之间角度并固定，调节地物光谱仪光学探头的观测视场角，参照角度仪(6)确定光谱仪光学探头与太阳平面的观测几何；

步骤223，基于步骤222中确定的地物光谱仪光学探头的观测视场角，根据标定过程所得该角度的标定结果旋转调节螺母到相应位置；

步骤224，通过按钮(8)打开激光器(1-3)，通过按钮(9) 控制摄像头（1-1）拍摄一张相片，通过按钮(8)关闭激光器(1-3)，然后利用地物光谱仪采集一条光谱；

步骤225，读取地物光谱仪观测的光谱数据，通过USB接口读取摄像头(1-1)内部的相片，通过时间匹配光谱数据和相片，每张相片上激光光斑圈定的范围，就是对应所测光谱的几何观测范围。