[发明专利]一种地物光谱仪观测范围的界定装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于地物光谱观测领域，特别是提供一种地物光谱仪观测范围的界定装置及方法，辅助地物光谱仪的光谱观测。

背景技术

为了研究各种不同地物表面在自然条件下的可见和近红外波段反射光谱，需要使用地物光谱仪进行光谱观测，但就目前通用的地物光谱仪而言，其功能上并不能界定所测地物表面的观测范围，对于某些研究领域，如植被或海草等的光谱观测，不能界定所测地物表面的几何观测范围这一缺陷将严重影响所测光谱的进一步判读分析，因此有必要发明所测光谱对应的几何范围的界定装置，辅助地物光谱仪的光谱观测与后续分析处理。

发明内容

为实现其上述目的，本发明提供一种地物光谱仪观测范围界定装置及方法。

本发明的技术方案提供一种地物光谱仪观测范围的界定装置，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。

而且，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。

而且，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。

或者，所述调节装置1-5采用调节螺母。

本发明还提供了采用地物光谱仪观测范围的界定装置实现的界定方法，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。

本发明还提供了另一种采用地物光谱仪观测范围的界定装置实现的界定方法，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；