[发明专利]室内光谱观测三维载物台及其应用

权利要求书

1.一种室内光谱观测三维载物台，包括载物区、升降区和平移区，其特征在于：所述的载物区由石英玻璃I、石英玻璃II、石英玻璃支架和工作台组成，实现载放光谱观测物和探头视场角个数的量化；所述的升降区由剪式升降台、直连接支架组成，实现观测物垂直方向上量化；所述的平移区由左右平移台、前后平移台组成，在光谱观测过程中进行水平的定量平移，结合所述的载物区实现观测物水平方向量化；

所述的载物区、升降区、平移区区域之间的连接方式如下：所有平面石英玻璃I、石英玻璃II、石英玻璃支架、工作台、剪式升降台、左右平移台和前后平移台上面和下面均为较高要求平整平面，且这些部件平面水平放置，且其重心在垂直与水平面的一条连线上；石英玻璃I、石英玻璃II水平插入石英玻璃支架的两条上下石英玻璃槽中，并且石英玻璃I在上，石英玻璃II在下；之后直连接支架四根支架顶端与载物区底部四角垂直连接，所述左右平移台上面四角与直连接支架四根支架底端垂直相连；剪式升降台上顶面和工作台下底面平行相连，与左右平移台上面平行相连；左右平移台下面与前后平移台上面平行连接，但在左右平移台和前后平移台轴线是相互在垂直。

2.如权利要求1所述的室内光谱观测三维载物台，其特征在于：所述的构建部分载物区，包括以下：

(1)石英玻璃I：方形厚度非常均一，透视性好，不要求其他较高光学属性的石英玻璃；在石英玻璃I上表面打有标准方格，突出中心位置；从三维载物台的俯视方向上，利用石英玻璃I上表面的标准方格透过石英玻璃II对观测物进行光谱观测面量化，并确定光谱采样点位置；

(2)石英玻璃II：方形厚度非常均一，在350nm-2500nm波段光透射率不能低于99％的石英玻璃；石英玻璃II与工作台固定光谱观测物的主平面，也可以通过剪式升降台垂直移动工作台实现压平薄膜状的观测物表面；

(3)石英玻璃支架：是外框长方形和内框长方形的石英玻璃支架，在内壁深洗有两个水平方向的石英玻璃镶嵌固定槽，三位载物台正视长近端洗透，观测光谱时便于石英玻璃I取出；近端上下各有两个锁紧螺钉，在确定光谱采样点和观测光谱时固定石英玻璃I和石英玻璃II；

(4)工作台：是载放光谱观测物的平台，为方形直连接支架厚度均一，水平连接在升降台顶部；工作台的表面是由一层对光的反射率小于0.5％薄膜包裹；在正视工作台近端左端下方安装垂直方向的高度指针，与直连接支架中带有刻度的支架量化观测物的垂直高度和薄膜观测物的压平程度。

3.如权利要求2所述的室内光谱观测三维载物台，其特征在于：所述的构建部分升降区中升降区，包括以下：

1)剪式升降台：与工作台连接垂直移动观测物；

2)直连接支架：是载物区与平移区的四根垂直连接支架，其中在正视左侧的一根上标有标准单位的刻度，可以量化垂直方向的高度。

4.如权利要求3所述的室内光谱观测三维载物台，其特征在于：所述的构建部分平移区中升降台区，包括以下：

①左右平移台：材质为不锈钢可正视左右平移的载重单轴平移台。正视在平移台侧身可记录平移距离，结合载物区对观测物水平面左右进行量化。

②前后平移台：材质为不锈钢可正视前后平移的载重单轴平移台。正视在平移台侧身可记录平移距离，结合载物区对观测物水平面前后进行量化。

5.如权利要求3所述的室内光谱观测三维载物台，其特征在于：所述的剪式升降台设有高度调节器和高度锁紧。

6.如权利要求5所述的室内光谱观测三维载物台，其特征在于：除石英玻璃I、石英玻璃II部分外其他部件表面均为氧化发黑表面，减少反射散射影响。

7.一种室内光谱观测三维载物台的应用，特别可用于室内植物叶片高光谱特征测定，所述的应用按以下步骤进行：

i植物叶片在工作台的载放叶片的中心位置为叶片的最宽处的连线与主叶脉相交点，从工作台正上方俯视，透过石英玻璃II确定叶片的中心位置与石英玻璃I的中心位置重合；叶柄在工作台近端，主脉与前后方向通过石英玻璃I的中心位置的刻度线近似重合；

ii叶片压平旋动剪式升降台上的高度调节器，使工作台和石英玻璃II压平叶片，达到工作台上的指定高度；在不平整叶片，可以通过工作台和石英玻璃II两个平面固定叶片并记录高；

iii叶片光谱采样点确定采用FIELD SPEC3光谱仪，带有特定视场角探头垂直探测，视场角范围特定的直径圆面；为了消除边缘效应，取除叶片周边最外的标准方格；取叶片最大叶面积的长方形的对角线为光谱采样点轨迹，并记录含有主脉取样点个数；

iv叶片光谱采样点确定利用左右平移台和前后平移台将探头对准采样线点一段，抽出石英玻璃I，并进行光谱测定，其他采样线点的光谱采样，利用采样点对应的方格数，直接用左右平移台、前后平移台平移相应的单位长度，并光谱采样记录；

v获取光谱反射率的校正由于石英玻璃II在获取光谱的过程中参与光的辐射传输，因此需要校正光谱反射率，具体公式如下：

R＝R_s*(R₁-R₀)/(1-R₀)

其中R表示校正后的光谱；R_s表示仪器本身的校正率；R₁表示实际测定的反射率；R₀表示环境反射率。