遥感导论.ppt

遥感导论,第一章 绪论,遥感（Remote Sensing）技术是20世纪60年代蓬勃发展起来的一门新兴的相对年轻的对地观测综合性探测技术，它是在航空摄影的基础上发展起来的。 遥感概论已经被列为了高校地学类专业的大学本科学生的必修主干课程。 在教学内容上采用了新老教材综合。 教学方式上采用讲课和学生阅读相结合,参考资料中文期刊,遥感学报 中国图像图形学报 遥感信息 国土资源遥感 遥感技术与应用,参考资料英文期刊,Photogrammetric Engineering & Remote Sensing(PE&RS) ,摄影测量工程与遥感杂志,美国摄影测量与遥感学会（ASPRS), http:/www.asprs.org IEEE Transactions on Geoscience & Remote Sensing , IEEE地球科学与遥感会刊 ,国际电子与电器工程师协会（IEEE）, http:/ewh.ieee.org/soc/grss/index.html I.J. Remote Sensing ,国际遥感杂志 ,英国遥感与摄影测量学会, http:/www.tandf.co.uk/journals ISPRS Journal of Photogrammetry & Remote Sensing ,国际摄影测量与遥感协会会刊 ,国际摄影测量与遥感学会（ISPRS） , http:/www.isprs.org Canadian Journal of Remote Sensing ,加拿大遥感杂志 ,加拿大航空航天研究所 , http:/www.ccrs.nrcan.gc.ca/ccrs/comvnts/crss/cjrs/cjrse.html Remote Sensing of Environment ,环境遥感 ,英国遥感与摄影测量学会 ,参考资料著作教材,陈述彭 童庆禧 郭华东,1998,遥感信息机理研究,北京:科学出版社 陈述彭 赵英时,1990,遥感地学分析,北京:测绘出版社 马蔼乃,1997,遥感信息模型,北京大学出版社 濮静娟,1992,遥感图像目视解译原理与方法,北京:科学技术出版社 郑威 陈述彭,1995,资源遥感纲要,北京:中国科学技术出版社 周成虎等,1999,遥感影像地学理解与分析,北京:科学出版社 王西川 钱新强,1991,环境遥感原理与图像分析,开封:河南大学出版社 浦瑞良 宫鹏,2000,高光谱遥感及其应用,北京:高等教育出版社 日遥感研究会 编,刘勇卫 贺雪鸿 译,1993,遥感精解,北京:测绘出版社,1.1 遥感的基本概念,广义：泛指一切无接触的 远距离探测，包括对电磁场、力场、机械波（声波、地震波）等的探测。 狭义：是指应用探测仪器，不与探测目标相接触，从远处把目标物的电磁波特性记录下来，通过分析，揭示出目标物的特征性质及其变化的综合性探测技术。 遥感不同于遥测和遥控,1.2 遥感系统,被测目标物的信息特征（目标物的电磁波特性） 信息的获取 信息的传输与记录（信息的接收） 信息的处理 信息的应用,1.3 遥感的类型,按遥感平台分 按传感器的探测波段分 按工作方式分 按遥感的应用领域分,1.4 遥感的特点,1.4.1 大面积同步观测 1.4.2 获得资料的速度快、周期短，时效性强 1.4.3 数据具有综合性和可比性 1.4.4 经济性（成本低，经济效益大） 1.4.5 局限性,1.5 遥感发展简史,无记录的地面遥感阶段（16081838年） 有记录的地面遥感阶段（18391857年） 空中摄影遥感阶段（18581956年） 航天遥感阶段（1957）,这一时期遥感发展的主要表现有：,遥感平台方面：航空遥感业务化，航天平台系列化。 传感器方面：探测的波段范围不断延伸，波段的分割愈来愈精细。 遥感信息处理方面：从光学处理和光电子学影像处理转向全数字化、可视化、智能化、网络化 处理 遥感应用方面：已广泛渗透到国民经济的各个领域。,遥感应用,农、林业方面的应用： 地质、矿产方面的应用： 水文学和水资源研究方面的应用： 海洋学研究中的应用： 环境监测方面的应用： 地理学研究中的应用：,1.6 中国遥感事业的发展,20世纪30年代个别城市航空摄影； 20世纪50年代系统的航空摄影 20世纪70年代遥感事业长足进步，航空摄影测绘业务化； 1970年4月24日发射“东方红1号”人造卫星； 太阳同步卫星“风云1号”（FY-1A，1B）极轨； 地球同步卫星“风云2号”（FY-2A，2B）静止轨道； 1978年发射“尖兵一号”专用于科学考察； 1985年10月科学探测和技术试验卫星“国土一号” 1986年建成遥感卫星地面站 1999年10月14日中国-巴西地球资源遥感卫星CBERS1 北斗1，2定位导航卫星 “清华1号”小卫星,第二章 电磁辐射与地物光谱特征（遥感的物理基础）,2.1 电磁波谱与电磁辐射 2.1.1电磁波谱 1波：波是振动在空间的传播。波动是各质点在平衡位置振动而能量向前传播的现象。 机械波：由振源发出的振动在弹性介质中的传播 电磁波：由振源发出的电磁振荡在空间的传播,电磁能量的传递过程（包括辐射、吸收、反射和透射等）称为电磁辐射。 本质的区别 ：电磁波在真空中也能传播 ；机械波必须在弹性媒质中才能传播 两者在运动形式上都是波动。 基本的波动形式有两种： 横波：质点的振动方向与波的传播方向垂直。如水波、电磁波。 纵波：质点的振动方向与波的传播方向相同。如声波。 电磁波一定是横波，机械波却可以是横波也可以是纵波。,3电磁波谱：,根据电磁波在真空中传播的波长或频率的大小，按递增或递减顺序依次排列所构成的图谱叫电磁波谱。 该波谱以频率从高到低排列（即按波长从小（短）到大（长）排列），可以划分为射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、无线电波。,波长（或频率）之所以不同，是由于产生电磁波的波源不同。 无线电波是由电磁振荡发射的； 红外辐射是由于分子的振动、转动和能级跃迁时产生的； 可见光与近紫外辐射是由于原子、分子中的外层电子跃迁时产生的； 紫外线、X射线和射线是由于内层电子跃迁和原子核内状态改变时产生的；,目前遥感技术应用的波谱段，其范围主要是从紫外线到微波。习惯上，各波段波长范围的划分如下：教材第15页，表2.1。,4电磁波性质：（共同性）,是横波; 在真空中以光速传播； 满足f=c和=hf； 电磁波具有波粒二象性。 各种电磁波的本质都是完全相同的，只是由于它们的波长（或频率）不同而具有不同的特性，因而探测记录它们的方法也不同。,（不同性）：,遥感常用的各光谱段的主要特性如下： 紫外线：波长0.010.38µ 可见光：波长0.380.76µ 红外线：波长0.761000µ 微波：波长1mm1m,（不同性）：,2.1.2 电磁辐射的度量,1辐射源 （1）自然辐射源：主要包括太阳辐射和地物的热辐射。 （2）人工辐射源 2辐射测量 辐射能量（W） 辐射通量（） = W / t 辐射通量密度（E） E = / A 辐射出射度（M） M = / A 辐照度（I） I = / A,2.1.2 电磁辐射的度量,辐射亮度（L）,L = 2 / A cos,2.1.3 黑体辐射,1绝对黑体 所谓黑体是绝对黑体的简称，指在任何温度下，对于各种波长的电磁辐射都能全部吸收的物体，即吸收系数恒等于1（100%）的物体。绝对黑体的吸收率恒等于1，与物体的温度和入射电磁波波长无关。显然，绝对黑体的反射率恒等于0，透射率也等于0。,2黑体辐射规律,（1）普朗克公式：,它表示出了黑体辐射通量密度与温度关系以及按波长分布的情况。通过实验求出的各种温度下的黑体辐射光谱曲线与普朗克公式推导出的非常吻合。,2黑体辐射规律,（1）普朗克公式：,不同温度的黑体辐射,黑体辐射有三个特性： 辐射出射度（辐射通量密度）随波长连续变化，每条曲线只有一个最大值。 温度愈高，辐射出射度（辐射通量密度）也愈大，不同温度的曲线是不相交的。 随着温度的升高，辐射最大值所对应的波长移向短波方向。,（2）斯忒藩玻尔兹曼定律：,M = T4,（3）维恩位移定律,max .T = b,3实际物体的辐射规律：,M1= a1 I1 M2= a2 I2 M0= a0 I0,基尔霍夫定律(P21)：,M1/a1 = M2/a2 = M0 = I0,该公式表明了实际物体的辐射出射度Mi与同一温度同一波长的绝对黑体的辐射出射度之比等于该物体在该温度该波长的吸收系数i，即i=Mi / M0,实际物体的辐射,发射率是指地物的辐射出射度M于同温度的绝对黑体的辐射出射度的比值。 = M / M0,基于基尔霍夫定律和能量守恒定律 i =（Mi / M0）=（ Mi / M0）=i,表明，在给定的温度下，任何地物的发射率在数值上等于同温度、同波长下的吸收率；该公式还表明，地物的吸收率愈大，发射率也愈大。,地物发射率的差异也是遥感探测的基础和出发点。通常，依发射率与波长的关系，将地物分为三种类型。 黑体或绝对黑体：其发射率=1,即黑体的发射率对所有波长都是一个常数，并且等于1。 灰体：其发射率=常数1（因吸收率1）。即灰体的发射率始终小于1，且也不随波长而变化。不同灰度的灰体，其发射率也是不同的。 选择性辐射体，其发射率随波长而变化，而且1（因吸收率也随波长而变化并且1）。自然界中的绝大多数地物都是选择性辐射体。,2.2 太阳辐射及大气对辐射的影响,2.2.1 太阳辐射 太阳的结构（从内到外）：可反映区、辐射区、对流区、地区、大气层。 太阳大气可分为三个部分：光球层、色球层、日冕层。 太阳辐射主要是由太阳大气辐射所构成的。可见光和红外波段的太阳辐射几乎全部来自光球层，1500Å以下的波主要来自色球层和日冕层的高温辐射，无线电厘米波由太阳色球层辐射产生，米波则由日冕层辐射产生。太阳辐射以电磁波的形式，通过宇宙空间到达地球表面（1.5亿公里）全程大约500秒 1 太阳常数 在不受大气影响的情况下，距太阳一个天文单位（通常指日地平均距离，约1.496×108公里）内，垂直于太阳辐射方向上，单位面积单位时间内黑体接受到的太阳辐射能量。其数量为：1.360 ×103 瓦/平方米。,2 太阳光谱,图2.11中（P25）上面一条连续曲线是地球大气层以上的太阳辐射光谱曲线，与温度为5800K的理想黑体所产生的光谱曲线非常相似（图中虚线）。 太阳辐射覆盖了很宽的波长范围，由1Å直至10m以上，包括射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、微波及无线电波。但是用高分辨率光谱仪在地球大气层上方观测太阳辐射时，会发现连续光谱的明亮背景上有许多离散的暗谱线，这些吸收谱线叫做夫琅和费（吸收）线，这是因为太阳光球以及太阳大气中存在的氢、氦以及其他元素的吸收作用。 太阳辐射能主要集中在0.33m波长范围内，最大辐射强度位于波长0.47m左右。由于太阳辐射的大部分能量（43.5%）集中在0.380.76m的可见光波段，所以太阳辐射一般称为短波辐射。80.3%集中在可见光和近红外波段。,2.2.2 大气对太阳辐射的影响,太阳辐射通过地球大气层，其中，约有30%的能量被云层和其它大气成分反射回宇宙空间；约有17%被大气吸收；约有22%被大气散射；而仅有31%的太阳辐射能到地表。目前在大多数遥感方式中，都只考虑无云天气情况下的大气吸收、大气散射的作用。 图2.11中最下面的曲线就表示地球表面海平面上太阳光直射时的辐射曲线。可以看出海平面处的太阳辐射曲线与地球大气层外的曲线有很大不同，这种差异主要是地球大气引起的。图中那些衰减最大的区间便是地球大气分子吸收的最强波段。 太阳辐射通过大气层愈厚，能量衰减得愈多。而路程又和太阳高度角有关。太阳高度角愈大，路程愈短，等量的太阳辐射散布的面积就小，衰减愈少，光热集中，地表单位面积上获得的太阳辐射能量就愈多,辐照度随太阳高度角的变化：,I. S = I . Sin h I = I . Sin h I= I. Sin h / D2 I= I. cos / D2,（一） 大气吸收,大气对通过的电磁波产生吸收、散射和透射的特性，称为大气传输特性。这种特性除了取决于电磁波的波长（随波长不同而不同），还决定于大气成分，以及环境的变化。,1.大气结构与成分,一般认为地球大气层厚度约1000km，在垂直地表方向上，自下而上分为对流层、平流层、电离层（中气层、热层），大气外层。 真正对太阳辐射影响最大的是对流层和平流层。 大气主要成分为分子和其他微粒。其中N2和O2，约占99%。,2.大气吸收,太阳辐射通过地球大气层时，地球大气中的某些成分对太阳辐射的某些波段产生选择性吸收。 大气中各种成分对太阳辐射吸收的明显的特点，是吸收带主要位于太阳辐射的紫外和红外区，而对可见光区基本上是透明的。 图2.14（P28）O3的吸收带在0.6附近有一个；水汽的吸收带在0.7、0.9、1.1附近有三处有强吸收、而1.4和1.9附近太阳辐射能完全被吸收；CO2 的强吸收带在2.8和4.3附近。,（二）大气散射,辐射在传播过程中遇到小微粒而使传播方向改变，并向各个方向散开，称散射。 大气散射集中在太阳辐射能量较强的可见光区。因此，大气对太阳辐射的散射是太阳辐射衰减的主要原因。 散射现象的实质是电磁波在传输中遇到大气微粒而产生的一种衍射现象。,根据大气中微粒大小与所通过的电磁波波长的相对关系不同，可分为三种散射形式（瑞利（Rayleigh）散射、米氏（Mie）散射和非选择性散射） 。,瑞利散射（分子散射）：当大气中粒子的直径比波长小得多时发生的散射；主要由大气中的原子和分子引起（如氮、二氧化碳、臭氧和氧分子等 ）。 散射强度与波长的四次方成反比， I -4 -天为什么是蓝的？日出日落时 太阳是橘红色？ 米氏散射：当大气中粒子的直径与波长相当时发生的散射；主要由大气中的烟尘、小水滴和气溶胶引起。米氏散射在光线前进方向比向后方的散射更强。 散射强度与波长的二次方成反比， I -2 。 云雾对红外线的散射主要是米氏散射。因此潮湿天气米氏散射的影响较大。,非选择性散射：当大气中粒子的直径比波长大得多时发生的散射；散射强度与波长无关 。 -云为什么是白色的？ 在大气状况相同时，同时会出现各种类型的散射。 对于大气分子、原子引起的瑞利散射主要发生在可见光和近红外波段。 对于大气微粒引起的米氏散射从近紫外到红外波段都有影响，当波长进入红外波段后，米氏散射的影响超过了瑞利散射。大气云层中，小雨滴的直径相对其他微粒最大，对可见光只有无选择性散射发生，云层愈厚，散射愈强。 在微波波段，由于微波波长比小雨滴的直径还要大得多，所以小雨滴对微波波段的散射又是属于瑞利散射的类型，散射强度与波长四次方成反比，波长越长散射强度越小，所以微波才可能有最小散射，最大透射，有极强的穿云透雾能力。红外辐射穿透云层的能力不如微波，但比可见光大10倍以上。,（三）大气窗口及透射分析,折射现象：电磁波穿过大气层时，除了发生散射和吸收外，还会出现传播方向的改变，即发生折射。大气的折射率与大气密度相关，密度越大折射率越大。 为什么早晨看到的太阳圆面比中午时看到的太阳圆面大 大气的反射：电磁波传播过程中，当通过两种介质的交界面时，还会出现反射现象。气体、尘埃的反射作用很小，反射现象主要发生在云层顶部，取决于云量，而且各波段均受到不同程度的影响，极大削弱了电磁波到达地面的强度。 大气窗口：通常把电磁波通过大气感时较少被反射、吸收或散射的，透过率较高的波段称为大气窗口。,大气窗口的主要的光谱段,2.3.1 地表自身的热辐射特性,根据黑体辐射规律和基尔霍夫定律，实际物体的辐射出射度等于其自身的发射率与同温度黑体的辐射出射度之积。 M=M黑。 地物的发射率随波长变化的规律，称为地物的发射光谱。 按地物发射率与波长间的关系绘成的曲线（横坐标为波长，纵坐标为发射率）称为地物发射光谱曲线。 地物的发射光谱曲线的形态特征可以反映地面物体的本身特性，包括物体本身的组成、温度、表面粗糙度等物理特性。图2.22 （P36） 测量地物发射率最简单的方法就是通过测量地物的反射率（指热红外波段）来推求地物的发射率（即=1）,2.3 地球的辐射与地物波谱,2.3.2太阳辐射与地表的相互作用,图2.20（P34）中太阳辐射主要集中在0.32.5µ的紫外、可见光和近红外区段。而在此波长范围内来自地球自身的热辐射，几乎可以忽略不计。 地球自身的辐射主要集中在长波波段，即6µ以上的热红外区段。该区段太阳辐射的影响几乎可以忽略不计，因此传感器接收到的大于6µ波长的电磁辐射能，主要是地表物体自身的热辐射能量。 太阳辐射波谱曲线和地球辐射的波谱曲线在波长5µ处相交。两峰交叉处是太阳辐射和地球辐射共同起作用的波段，即2.56µ的中红外波段，地球对太阳辐射的反射和地表物体自身的热辐射都不能忽略。,地球辐射的分段特性,2.3.3 地物的反射波谱特性,1. 概述,从遥感的角度来看，地物的发射特性主要表现在远红外（热红外）和微波波段，而地物的反射特性主要表现在电磁辐射的可见光和近红外波段。太阳的电磁辐射能量经过地球大气的吸收和散射到达地球表面，与地表物体相互作用产生三种过程。一部分能量被地物吸收，一部分能量被地物反射回宇宙空间，还有一部分能量则透过地物。,到达地表的太阳辐射能=反射能量+吸收能量+透射能量。,2. 反射率与反射波谱,1）反射率 物体反射的辐射能量P占总入射能量P0的百分比，称为反射率 ： 不同物体的反射率也不同，这主要取决于物体本身的性质（表面状况），以及入射电磁波的波长和入射角度。反射率的范围总是 1，利用反射率可以判断物体的性质。,2）物体的反射 物体的反射状况根据其表面状况的不同分为三种： 镜面反射 漫反射 实际物体反射,镜面反射 是指物体的反射满足反射定律。入射波和反射波在同一平面内，入射角与反射角相等。当镜面反射时，如果入射波为平行入射，只有在反射波射出的方向上才能探测到电磁波，而其他方向则探测不到。对可见光而言，其他方向上应该是黑的。自然界中真正的镜面很少，非常平静的水面可以近似认为是镜面。,漫反射 指不论入射方向如何，虽然反射率与镜面反射一样，但反射方向却是“四面八方”。也就是把反射出来的能量分散到各个方向，因此从某一方向看反射面，其亮度一定小于镜面反射的亮度。严格说，对漫反射面，当入射辐照度I一定时，从任何角度观察反射面，其反射辐射亮度是一个常数，这种反射面又叫朗伯面。设平面的总反射率为，某一方向上的反射因子为，则： = 为常数，与方向角或高度角无关。自然界中真正的朗伯面也很少，新鲜的氧化镁（MgO）、硫酸钡（BaSO4）、碳酸镁（MgCO3）表面，在反射天顶角45o时，可以近似看成朗伯面。,实际物体反射 多数都处于两种理想模型之间，即介于镜面和朗伯面（漫反射面）之间。一般讲，实际物体表面在有入射波时各个方向都有反射能量，但大小不同。在入射辐照度相同时，反射辐射亮度的大小既与入射方位角和天顶角有关，也与反射方向的方位角与天顶角有关。,实际物体反射 设i、i分别为入射方向的方位角和天顶角，r、r分别为某一反射方向的方位角和天顶角。那么方向反射因子可以表示为：,Ii为某一方向入射辐射的照度；Lr为观察方向的反射亮度。这些物理量均与方位角和天顶角有关，只有当朗伯体时才都成为与角度无关的量。,实际物体反射 入射辐照度Ii应该由两部分组成: 太阳的直接辐射，是由太阳辐射来的平行光束穿过大气直接照射地面，其辐照度大小与太阳天顶角和日地距离有关； 太阳辐射经过大气散射后又漫入射到地面的部分，因为是从四面八方射入，其辐照度大小与入射角度无关。,3）反射波谱 反射波谱是地物反射率随波长的变化规律。 通常用平面坐标曲线表示，横坐标表示波长，纵坐标表示反射率。同一物体的波谱曲线反映出不同波段的不同反射率，将此与遥感传感器的对应波段接收的辐射数据相对照，可以得到遥感数据与对应地物的识别规律。,3 地物反射波谱曲线,地物反射波谱曲线除随不同地物（反射率）不同外，同种地物在不同内部结构和外部条件下形态表现（反射率）也不同。一般说，地物反射率随波长变化有规律可循，从而为遥感影像的判读提供依据。,（1）植被反射波谱曲线,规律性明显而独特。可见光波段（0.40.76m）有一个小的反射峰，两侧有两个吸收带。这是因为叶绿素对蓝光和红光吸收作用强，而对绿光反射作用强。,叶绿素的吸收波段,水的吸收,绿叶的反射率,在近红外波段（0.70.8 rn）有一反射的“陡坡”，至 1.lm附近有一峰值，形成植被的独有特征。这是由于植被叶细胞结构的影响，除了吸收和透射的部分，形成的高反射率。在中红外波段（1.32.5m）受到绿色植物含水量的影响，吸收率大增，反射率大大下降，特别是在水的吸收带形成低谷。,（1）植被反射波谱曲线,植物波谱具有上述的基本特征，但仍有细部差别，这种差别与植物种类、季节、病虫害影响、含水量多少等有关系。为了区分植被种类，需要对植被波谱进行研究。,（1）植被反射波谱曲线,9月20日玉米、大豆,5月20日小麦、油菜,（1）植被反射波谱曲线,不同树种,（2）土壤反射波谱曲线,自然状态下土壤表面的反射率没有明显的峰值和谷值，一般来讲土质越细反射率越高，有机质含量越高和含水量越高反射率越低，此外土类和肥力也会对反射率产生影响。,由于土壤反射波谱曲线呈比较平滑的特征，所以在不同光谱段的遥感影像上，土壤的亮度区别不明显。,不同质地土壤反射光谱曲线,（3）水体反射波谱曲线,水体的反射主要在蓝绿光波段，其他波段吸收都很强，特别到了近红外波段，吸收就更强，所以水体在遥感影像上常呈黑色。但当水中含有其他物质时，反射光谱曲线会发生变化。水中含泥沙时，由于泥沙散射，可见光波段反射率会增加，峰值出现在黄红区。水中含叶绿素时，近红外波段明显抬升，这些都成为影像分析的重要依据。,不同叶绿素浓度的海水反射光谱曲线,（3）岩石反射波谱曲线,岩石的反射波谱曲线无统一的特征，矿物成分、矿物含量、风化程度、含水状况、颗粒大小、表面光滑程度、色泽等都会对曲线形态产生影响。,几种岩石的反射波谱曲线,2.3.4 地物波谱特征的测量,电磁波谱中，可见光和近红外波段（0.32.5m）是地表反射的主要波段，多数传感器使用这一区间。 地物波谱特征测量的作用 传感器波段选择、验证、评价的依据 建立地面、航空和航天遥感数据的关系 将地物光谱数据直接与地物特征进行相关分析并建立应用模型,地物反射波谱测量理论 双向反射分布函数（BRDF） 对于地物表面dA，入射时辐照度为dIi(i,i)，在r和r方向上，由dIi产生的反射亮度为dLr，随着入射方向和反射方向的不同，产生一个函数fr，称双向反射分布函数，简称BRDF，表示为：,地物反射波谱测量理论 双向反射分布函数（BRDF） 对于给定的入射角和反射角，这一函数值表示在给定方向上每单位立体角内的反射率。fr还是波长的函数。BRDF完全描述了反射空间分布特性的规律。但是由于BRDF函数值本身是两个无穷小量的比，且实际想要测量dIi也十分困难，因此实际测量中很少采用。,地物反射波谱测量理论 双向反射比因子R（BRF） 这一函数比较容易测量，其定义是，在给定的立体角锥体所限制的方向内，在一定辐照度和观测条件下，目标的反射辐射通量与处于同一辐照度和观测条件下的标准参考面的反射辐射通量之比。而这一标准参考面即为前面讲过的朗伯反射面。,地物光谱测量方法 样品的实验室测量 实验室测量常用分光光度计，仪器由微机控制，测量数据也直接传给计算机。分光光度计的测量条件是一定方向的光照射，半球接收，因此获得的反射率与野外测定有区别。室内测量时要有严格的样品采集和处理过程。例如，植被样品要有代表性，采集后迅速冷藏保鲜，并在12h内送实验室测定；土壤和岩矿应按专业要求并制备成粉或块。 由于实验室的测量条件高，应用不够广泛。,地物光谱测量方法 野外测量 垂直测量：为使所有数据能与航空、航天传感器所获得的数据进行比较，一般情况下测量仪器均用垂直向下测量的方法，以便与多数传感器采集数据的方向一致。由于实地情况非常复杂，测量时常将周围环境的变化忽略，认为实际目标与标准板的测量值之比就是反射率之比。 所用标准板通常用硫酸钡或氧化镁制成，在反射天顶角45o时，接近朗伯体，并且经过计量部门标定，其反射率为已知值。因没有考虑入射角度变化时造成的反射辐射值的变化（对实际地物在一定程度上取近似朗伯体），其测量值也有一定的适用范围。,地物光谱测量方法 野外测量 非垂直测量： 在野外更精确的测量是测量不同角度的方向反射比因子，考虑到辐射到地物的光线由来自太阳的直射光（近似定向入射）和天空的散射光（近似半球入射），因此方向反射比因子取两者的加权和。,1. 太阳 2. 光谱辐射计 3. 标准白板,地物光谱测量方法 野外测量非垂直测量步骤 自然光照射时测量一次为I值； 用挡板遮住太阳光使阴影盖过标准板，再测一次为ID； 自然条件下选择太阳方向和观测角在同一地面位置分别迅速测量标准板的辐射值和地物的辐射值，计算野外测量出的方向反射比因子R； 用黑挡板遮住太阳直射光，在只有天空漫入射光时分别迅速测量标准板和地物的辐射值，计算比值得到漫入射的半球一定向反射比系数RD ； 由公式计算出直射光照射下双向反射比因子Rs。测量时可以保持方位角始终为0o,小麦野外测量的RD和RS及室内测量的Rs曲线,