[实用新型]一种野外便携式高光谱地表发射率辅助测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种地表发射率辅助测量装置，尤其涉及一种野外便携式高光谱地表发射率辅助测量装置。 

背景技术

地表发射率是地球表层系统过程中一个非常重要的特征物理量，表征了物体向外发射热辐射的能力，受到地表覆盖类型，土壤水分，土壤理化性质，植被浓密程度和结构，表面粗糙度和地表起伏等众多因素的影响。地表发射率是研究全球变化、地表和大气之间物质和能量交换、全球海洋环流等方面不可或缺的一个关键参数，涉及众多基础学科和重大应用领域。目前，地表发射率的野外测量主要还是基于地表的辐射传输方程，利用热红外光谱仪获得测量的数据，其缺点为：1、人工手动操作，测量步骤繁琐，费时费力，观测时间过长以及观测过程繁琐容易导致环境辐亮度发生变化，进而使得地表发射率的测量精度具有较大的不确定性；2、地表发射率的测量需要同时去除地表温度和环境辐亮度的影响，亦即需要获取观测时对应的地表温度和环境辐亮度。由于地表发射率和地表温度的高度耦合性，导致目前地表温度的黑体拟合确定方法需要测量者具备一定的地表发射率先验知识，对于缺乏先验知识且发射率光谱变异性较大的地物无法有效保证测量精度，可能会导致较大的地表发射率测量误差。基于上述测量地表发射率存在的缺陷本实用新型提供了一种野外便携式高光谱地表发射率辅助测量装置 

实用新型内容

为了解决上述技术所存在的不足之处，本实用新型提供了一种野外便携式高光谱地表发射率辅助测量装置。 

为了解决以上技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种野外便携式高光谱地表发射率辅助测量装置，它由步进机械导轨、样本平台、控制系统、供电系统和机箱五部分组成； 

机箱上表面的一侧设置有水平气泡、底部设置有四个水平调节螺丝；水平气泡与四个水平调节螺丝相配合用于调整机箱的水平位置； 

机箱上表面和水平气泡相对应的一侧设置有步进电机和导轨移动台，步进电机通过水平导轨和导轨移动台相连接；水平导轨贯穿导轨移动台； 

步进电机和驱动器相连接，驱动器连接在单片机上；单片机和供电模块、遥控模块进行有线连接，和PC端发送模块进行无线连接。 

导轨移动台的上面设置有样本平台，样本平台上设置有两个样本托盘；样本托盘各自固定在样本平台上挖空形成的两个矩形框内。 

样本平台通过螺丝固定在导轨移动台上，利用水平导轨的水平移动控制样本托盘的水平切换。 

机箱上水平气泡的左侧从左向右依次设置有模式切换开关、电源5V开关和电源24V开关，水平气泡右侧设置有电压显示表。 

步进机械导轨由水平导轨、导轨移动台和步进电机构成。 

供电系统由电池组和电线构成，装于机箱内部，位于电压显示表的一侧。 

控制系统由无线PC控制模块、遥控模块和驱动器组成；无线PC控制模块由具有接收功能的单片机和PC端发送模块组成。 

本实用新型的使用，缩短了地表发射率采集时间，提高了采集的效率，并极大降低了两次观测过程中环境辐亮度变化对地表发射率测量的影响，从而提高了高光谱地表发射率的野外测量的自动化程度和精度；其所对应的测量方法，摆脱了对地表发射率先验知识的依赖，在获取环境辐亮度的基础上，通过迭代优化的方式，逐步消除地表温度对地表发射率测量的影响，从而实现地表温度和地表发射率的高效分离和精确获取。 

附图说明

图1为本实用新型(辅助测量装置)的结构示意图。 

图2为图1的电路原理框图。 

图3为本实用新型测量方法的流程图。 

图4为本实用新型地表发射率和地表温度的迭代优化分离流程图。 

图5为目前的地表发射率的测量步骤流程图。 

图中：1.机箱；2.样本平台；3.样本托盘；4.水平导轨；5.模式切换开关；6.电源5V开关；7.电源24V开关；8.水平气泡；9.电压显示表；10.水平调节螺丝；11：步进电机；12：导轨移动台；13：充电接口 

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。 

如图1所示，本实用新型由步进机械导轨、样本平台2、控制系统、供电系统和机箱1五部分组成。 

机箱1上表面的一侧设置有水平气泡8、底部设置有四个水平调节螺丝10，水平气泡8与四个水平调节螺丝10相配合用于调整机箱的水平位置。机箱1上水平气泡8的左侧从左向右依次设置有模式切换开关5、电源5V开关6和电源24V开关7，右侧设置有电压显示表9。