《遥感地面数据采集与实验方法》 各次实验任务说明 实验6：环境遥感综合实验（期末考试） 以一次星-地同步实验为例，掌握遥感地面实验的设计方法与数据采集流程 达到对环境遥感类仪器的熟练使用和数据的深入分析，锻炼野外开展遥感综合实 验的能力。 本次实验作为期末考试，学生在实验中对仪器的熟练程序、最终完成的实验 报告是期末考试评分的重点。 1.实验任务 (1)卫星过境时间查询 登录美国威斯康星大学空间科学与工程中心网页，以Landsat-.8卫星为对象， 以成都市为研究区，查询距离考试当天最近的2次Landsat-.8卫星过境的具体时 间。 卫星过境时间查阅网址：http:/www.ssec.wisc.edu/datacenter/LANDSAT-8/。 建议：在该网站查询时，选择卫星后，在网页左上角选择“Asia”以放大亚洲地 区的轨道示意图。对轨道示意图说明如图1所示。 电子科技大学周纪
《遥感地面数据采集与实验方法》 各次实验任务说明 实验 6：环境遥感综合实验（期末考试） 以一次星-地同步实验为例，掌握遥感地面实验的设计方法与数据采集流程， 达到对环境遥感类仪器的熟练使用和数据的深入分析，锻炼野外开展遥感综合实 验的能力。 本次实验作为期末考试，学生在实验中对仪器的熟练程序、最终完成的实验 报告是期末考试评分的重点。 1. 实验任务 （1）卫星过境时间查询 登录美国威斯康星大学空间科学与工程中心网页，以 Landsat-8 卫星为对象， 以成都市为研究区，查询距离考试当天最近的 2 次 Landsat-8 卫星过境的具体时 间。 卫星过境时间查阅网址：http://www.ssec.wisc.edu/datacenter/LANDSAT-8/。 建议：在该网站查询时，选择卫星后，在网页左上角选择“Asia”以放大亚洲地 区的轨道示意图。对轨道示意图说明如图 1 所示
123 153 0455 /00:00 23-05 ht:/ww 1230 1050 1725 DSAT-A PREOICTED PASSES APRIL-212015 DAY 2015111)(ALL TIKES UTC) 图12015年4月21日Landsat-8卫星在亚洲的运行轨道（示例） (说明：白线表示轨道中心：03：10等时间表示过境的UTC时间，北京时间=UT℃时间+8： 符号“+”表示影像中心：Landsat-8影像覆盖范围在180公里左右) (2)实验方案设计 设计一份简要的实验方案，列出所查阅的Landsat--8的过境时间及轨道图（例 如图1)。实验时间为查阅到的卫星过境时间。实验中主要采集以下参数： 1)典型地物反射光谱： 2)典型地物辐射温度： 3)土壤温湿度： 4)水环境参数（水质、反射光谱等）。 实验方案中需列出以下信息： 电子 1)实验目的： 2) 面向的Landsat--8卫星的OLI传感器与TIRS传感器，简要描述该卫星传 感器的波段设置、用途等： 3)列出查阅到的Landsat-8过境时间； 4)需采集的参数及方法，尤其是哪些参数需在卫星过境时刻采集，哪些参 数可不在卫星过境时刻采集： 5)所需的仪器设备、人员分工
图 1 2015 年 4 月 21 日 Landsat-8 卫星在亚洲的运行轨道（示例） （说明：白线表示轨道中心；03:10 等时间表示过境的 UTC 时间，北京时间=UTC 时间+8； 符号“+”表示影像中心；Landsat-8 影像覆盖范围在 180 公里左右） （2）实验方案设计 设计一份简要的实验方案，列出所查阅的 Landsat-8 的过境时间及轨道图（例 如图 1）。实验时间为查阅到的卫星过境时间。实验中主要采集以下参数： 1）典型地物反射光谱； 2）典型地物辐射温度； 3）土壤温湿度； 4）水环境参数（水质、反射光谱等）。 实验方案中需列出以下信息： 1）实验目的； 2）面向的 Landsat-8 卫星的 OLI 传感器与 TIRS 传感器，简要描述该卫星传 感器的波段设置、用途等； 3）列出查阅到的 Landsat-8 过境时间； 4）需采集的参数及方法，尤其是哪些参数需在卫星过境时刻采集，哪些参 数可不在卫星过境时刻采集； 5）所需的仪器设备、人员分工
(3)实验实施 在授课老师通知的时间、地点开展实验。因天气等因素所限，实际实施实验 的时间不一定为查阅到的卫星过境当天及对应时刻。查阅的卫星过境时间仅为向 同学说明野外遥感实验的相关知识点。 (4)典型地物反射光谱采集 测量地物光谱反射率，测量地物不少于15种，如：植被叶片、植被冠层、 干土、水泥地、草地等，每种地物观测不少于3次。测量反射光谱的同时，利用 手持GPS定位，记录测量点的经纬度坐标。 通过程序设计语言（如IDL/ENVI、Matlab、C等），将采集的湖水反射率 光谱曲线转化为高分一号全色多光谱相机(PMS)第1~5波段的反射率（转换方 法见实验2附录2-1)。 (5)土壤湿度与典型地物辐射温度采集 架设固定式测温仪，测量地物为1种，如植被冠层、草地、裸土等，观测时 间不少于60分钟，同时记录。建议将固定式测温仪架设在开阔的地方。利用手 持GPS,记录测量点的经纬度坐标。同时利用手持式红外辐射计测量天空下行辐 射（具体参见“实验3：地物辐射参数采集实验”）。 利用TDR300测量低矮植被、裸土地表的土壤体积含水量。同时利用手持式 红外辐射计记录测量点的红外辐射温度。建议测量地点为图书馆前、后面积较大 的草地。测量点尽量均匀分布，数量不少于30个。利用手持GPS,记录测量点 的经纬度坐标。◇心 结合测量得到的天空下行辐射，将固定式测温仪测量得到的亮温转换为地表 真实温度（具体参见“实验3：地物辐射参数采集实验”），并将手持式测温仪 测量得到的亮温转换为地表真实温度（具体参见“实验3：地物辐射参数采集实 验”》。 (6)水环境参数采集 1)水质参数 利用Aqua Read AP-7O00便携式多参数水质分析仪对清水河校区人工湖（见 附图)水环境参数进行采集，主要参数包含有水温、叶绿素含量、浊度、酸碱度、 光学溶解氧、溶解性总固体。采集要求：在附件所示地图中选取不少于20个测 量点进行主要水环境参数测量，同时记录测量点的经纬度坐标等配套参数，将测 量点标注在地图中
（3）实验实施 在授课老师通知的时间、地点开展实验。因天气等因素所限，实际实施实验 的时间不一定为查阅到的卫星过境当天及对应时刻。查阅的卫星过境时间仅为向 同学说明野外遥感实验的相关知识点。 （4）典型地物反射光谱采集 测量地物光谱反射率，测量地物不少于 15 种，如：植被叶片、植被冠层、 干土、水泥地、草地等，每种地物观测不少于 3 次。测量反射光谱的同时，利用 手持 GPS 定位，记录测量点的经纬度坐标。 通过程序设计语言（如 IDL/ENVI、Matlab、C 等），将采集的湖水反射率 光谱曲线转化为高分一号全色多光谱相机（PMS）第 1~5 波段的反射率（转换方 法见实验 2 附录 2-1）。 （5）土壤湿度与典型地物辐射温度采集 架设固定式测温仪，测量地物为 1 种，如植被冠层、草地、裸土等，观测时 间不少于 60 分钟，同时记录。建议将固定式测温仪架设在开阔的地方。利用手 持 GPS，记录测量点的经纬度坐标。同时利用手持式红外辐射计测量天空下行辐 射（具体参见“实验 3：地物辐射参数采集实验”）。 利用 TDR300 测量低矮植被、裸土地表的土壤体积含水量。同时利用手持式 红外辐射计记录测量点的红外辐射温度。建议测量地点为图书馆前、后面积较大 的草地。测量点尽量均匀分布，数量不少于 30 个。利用手持 GPS，记录测量点 的经纬度坐标。 结合测量得到的天空下行辐射，将固定式测温仪测量得到的亮温转换为地表 真实温度（具体参见“实验 3：地物辐射参数采集实验”），并将手持式测温仪 测量得到的亮温转换为地表真实温度（具体参见“实验 3：地物辐射参数采集实 验”）。 （6）水环境参数采集 1）水质参数 利用 Aqua Read AP-7000 便携式多参数水质分析仪对清水河校区人工湖（见 附图）水环境参数进行采集，主要参数包含有水温、叶绿素含量、浊度、酸碱度、 光学溶解氧、溶解性总固体。采集要求：在附件所示地图中选取不少于 20 个测 量点进行主要水环境参数测量，同时记录测量点的经纬度坐标等配套参数，将测 量点标注在地图中
2)水体反射率 在对水环境参数进行采集的同时，利用PSR-1100便携式地物光谱仪在同一 位置进行湖水光谱反射率观测。通过程序设计语言（如DL/ENVI、Matlab、C 等)，将采集的湖水反射率光谱曲线转化为高分一号全色多光谱相机(PMS)第 1~5波段的反射率（转换方法见实验2附录2-1）。 3)构建水质与光谱反射率的关系 结合己学习的遥感课程和查阅资料，分析监测水体中叶绿素含量的常用遥感 传感器波段。将观测数据分为A、B两组。利用A组数据，以叶绿素含量、浊 度、溶解性总固体中的一个或多个参数与2)中得到的通道光谱反射率建立关系， 估算B组站点位置的水质参数。并用原始观测数据对估算数据进行验证。讨论 遥感对于水环境（水质）监测的作用、意义与局限。 (7)观测数据的存档 将所有观测的地面点空间化为矢量数据(shapefile格式的点文件)，每个点 需有必要的属性（如观测的参数类别）。 每套数据集都需要有规范的说明文档或元数据： 2.实验时间 (1)Xx年xx月Xx日下午x-Xx 人员：Xx,共分成A、B、 C、 D4个小组进行实验。 (2)Xx年Xx月Xx日下午Xx-xx 人员：xx,共分成A、B、C、D4个小组进行实验。 3.实验仪器 本次实验将使用到以下仪器： PSR1100便携式地物光谱仪：2套 固定式测温仪：1套 手持式测温仪：2套 TDR300便携式土壤水分测定仪：1套 多参数水质分析仪：1套 气象辐射站：1套 手持GPS:4个。 4.实验报告提交
2）水体反射率 在对水环境参数进行采集的同时，利用 PSR-1100 便携式地物光谱仪在同一 位置进行湖水光谱反射率观测。通过程序设计语言（如 IDL/ENVI、Matlab、C 等），将采集的湖水反射率光谱曲线转化为高分一号全色多光谱相机（PMS）第 1~5 波段的反射率（转换方法见实验 2 附录 2-1）。 3）构建水质与光谱反射率的关系 结合已学习的遥感课程和查阅资料，分析监测水体中叶绿素含量的常用遥感 传感器波段。将观测数据分为 A、B 两组。利用 A 组数据，以叶绿素含量、浊 度、溶解性总固体中的一个或多个参数与 2）中得到的通道光谱反射率建立关系， 估算 B 组站点位置的水质参数。并用原始观测数据对估算数据进行验证。讨论 遥感对于水环境（水质）监测的作用、意义与局限。 （7）观测数据的存档 将所有观测的地面点空间化为矢量数据（shapefile 格式的点文件），每个点 需有必要的属性（如观测的参数类别）。 每套数据集都需要有规范的说明文档或元数据。 2. 实验时间 （1） xx 年 xx 月 xx 日下午 xx-xx 人员：xx，共分成 A、B、C、D 4 个小组进行实验。 （2） xx 年 xx 月 xx 日下午 xx-xx 人员：xx，共分成 A、B、C、D 4 个小组进行实验。 3. 实验仪器 本次实验将使用到以下仪器： PSR1100 便携式地物光谱仪：2 套 固定式测温仪：1 套 手持式测温仪：2 套 TDR300 便携式土壤水分测定仪：1 套 多参数水质分析仪：1 套 气象辐射站：1 套 手持 GPS：4 个。 4. 实验报告提交
纸质和电子版实验报告各1份，实验数据和实验期间的数码照片各1份。实 验报告在5月21日之前提交给助教，逾期不交视为放弃期末成绩。 1.说明 请查阅水环境遥感相关文献，同时复习实验2、3、5中的相关知识。实验过 程中注意安全。 各组任务分配参考如下： 第A组： 任务(1)卫星过境时间查询 任务(2)中的卫星资料查询 实验方法》 任务(4)典型地物反射光谱采集（陆地）（含对应部分的实验方案设计 第B组： 任务(5)土壤湿度与典型地物辐射温度测量（含对应部分的实验方案设计） 第C组： 任务(6)中的水质参数采集（湖泊）（含对应部分的实验方案设计） 任务(6)中的水质与光谱反射率的关系研究 第D组： 任务(6)中的水体反射率采集（含对应部分的实验方案设计） 所有实验方案汇总，实验报告、数据、照片汇总、提交 电子科技
纸质和电子版实验报告各 1 份，实验数据和实验期间的数码照片各 1 份。实 验报告在 5 月 21 日之前提交给助教，逾期不交视为放弃期末成绩。 1. 说明 请查阅水环境遥感相关文献，同时复习实验 2、3、5 中的相关知识。实验过 程中注意安全。 各组任务分配参考如下： 第 A 组： 任务（1）卫星过境时间查询 任务（2）中的卫星资料查询 任务（4）典型地物反射光谱采集（陆地）（含对应部分的实验方案设计） ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 第 B 组： 任务（5）土壤湿度与典型地物辐射温度测量（含对应部分的实验方案设计） ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 第 C 组： 任务（6）中的水质参数采集（湖泊）（含对应部分的实验方案设计） 任务（6）中的水质与光谱反射率的关系研究 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 第 D 组： 任务（6）中的水体反射率采集（含对应部分的实验方案设计） 所有实验方案汇总，实验报告、数据、照片汇总、提交 -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
附件：高分辨率卫星影像图 盒 方法》 ⊙ 电子
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