[发明专利]一种野外高光谱快速测量系统

说明书

本发明公开了一种野外高光谱快速测量系统，包括第一支撑杆(1)、第二支撑杆(2)、仪器包和光纤探头(3)；在所述光纤探头(3)外部套设有套管(4)，在所述套管(4)的外部活动连接有第一旋转轴(5)和第二旋转轴(6)，所述仪器包包括系统主机和与其相连的高光谱测量仪主机、系统电源和显示屏，所述光纤探头(3)与所述高光谱测量仪主机相连；在所述第二支撑杆(2)上设置有圆形轨道(7)，在所述圆形轨道(7)上设置有测距传感器(8)。本发明所述的野外高光谱快速测量系统结构简单、成本低、操作简便、测量结果准确。

技术领域

本发明涉及一种测量装置，特别是涉及一种野外高光谱快速测量系统。

背景技术

土壤是人类生存环境的重要载体，并且是农业生产的重要资源，每年受到不同来源的污染影响，土壤污染作为重要的环境问题之一被广泛提及，重金属污染由于其持续残留性和毒性的特征而显得尤其危险，所以需要及时且准确地监测重金属污染，以保护土壤资源并确保其可持续性；

土壤重金属污染检测有很多传统的方法，在测量点取样送实验室化验，需要耗费大量的人力、物力，因此不利于广泛推广；近年来，随着遥感技术的发展，越来越多的专家使用高光谱进行土壤重金属污染检测，由于有机质、粘土矿物、铁氧化物等在光谱曲线中具有一定的吸收特征，而且他们对重金属具有一定的吸附作用，借助于土壤中不同的重金属含量之间以及与有机质、粘土矿物、铁氧化物等之间的关系，但是这些都是在实验室理想的环境下进行的，如何在野外大面积重金属检测目前还没有一个高效快速低成本的方式；

长期野外实践经验证明在技术推广过程中主要有以下几个难点：

1、高光谱一般需要在温度38°以上、测样点照度在16万lux以上最佳，所以一般高光谱实验都在酷热天的11：30-14：00之间进行，也即太阳最热的时候进行，酷热程度越高效果越好，这个问题在实验室可以采用换班制保证人员轮休解决，但是在野外大量测量点测量时，工作环境太差，人员经常发生中暑，野外就医条件和交通又非常差；每个测量点耗时多，测量点太多每天只能检测两个半小时，可能第三天又是阴雨天，测量效率极其低下。所以野外测量必须保证要测量工作快速和高效，同时测量仪器要易于搬运；

2、每个测量点的耗时主要在于仪器的调试过程，一般的高光谱实验需要人工拿着光纤探头，在光照较强的正午，没有大气和云雾的影响下，距离校正白板800mm左右，垂直照射白板，便可得到白板的光谱曲线，然后测量地物光谱时，便可自动将地物的辐射亮度值转换为反射率，即(地物反射率＝(地物辐射亮度值/白板辐射亮度值)×白板反射率，白板反射率是事先通过实验室内定标得到的)，最终通过白板校正直接得到地物反射率。然后继续保持这个角度和距离，测量三次土壤的高光谱，这个过程需要多人同时操作，测完点之后又去下一个点继续测量，耗时耗力。所以野外测量必须保证要高度自动化，这样才能快速高效，最主要是大大降低测量误差；

3、测量仪器要易于搬运。

目前这种野外高光谱快速测量系统还没有相关文献报道。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、成本低、操作简便、测量结果准确的野外高光谱快速测量系统。

一种野外高光谱快速测量系统，包括第一支撑杆、第二支撑杆、仪器包和光纤探头；

在所述光纤探头外部套设有套管，在所述套管的外部活动连接有第一旋转轴和第二旋转轴，所述第一旋转轴固定在所述第一支撑杆的中部，所述第二旋转轴固定在所述第二支撑杆的中部；所述仪器包包括系统主机和与其相连的高光谱测量仪主机、系统电源和显示屏，所述光纤探头与所述高光谱测量仪主机相连；

在所述第二支撑杆上设置有圆形轨道，在所述圆形轨道上设置有测距传感器，所述测距传感器与驱动装置和所述系统主机相连。