土壤熱紅外發射率光譜的一種獲取方式

【摘 要】土壤熱紅外發射率光譜數據的準確獲取是相關實驗得以進一步準確分析的基本前提。文章介紹了采用FLUKE576紅外測溫儀和102F型傅里葉變換紅外光譜儀觀測漫反射金板和土壤表面的溫度、輻亮度，進而使用黑體擬合法和光譜平滑迭代溫度/發射率分離算法的原理對測量的原始數據進行分析得到精度較高的土壤表面的熱紅外發射率光譜的步驟和注意事項。文章可為土壤熱紅外發射率的相關測量提供參考。

【關鍵詞】土壤；熱紅外；發射率光譜

一、原始數據的測量

實驗的溫度測量采用由福祿克公司生產的FLUKE576型紅外測溫儀。該測溫儀可以使用TC-K型探針接觸測量物體的表面溫度，常溫下的測量精度為讀數的±0.75%或±2℃（取大值），顯示分辨率為0.1℃。實驗的光譜測量采用美國DesignPrototypes公司生產的102F型便攜式傅里葉變換熱紅外光譜儀及其配套的漫反射金板，光譜儀光譜測量范圍為2-16μm，光譜分辨率設置為4cm-1，工作環境溫度為15-35℃。

（一）測量環境

熱紅外發射率光譜的測量應選擇晴朗無云的天氣，且入夜后至晚上九點的時間段內獲得的數據更為穩定，這是因為這段時間土壤表面不受光照的影響，且大氣輻射的影響也開始逐漸減弱，信噪比更高。

（二）測量流程

開始測量之前，要提前像杜瓦瓶內加滿液氮，同時開機預熱。測量時，首先要根據測量環境給設定黑體溫度定標，一般設定一個低溫和一個高溫兩個溫度進行，并稱低溫時的黑體為冷黑體，高溫時的黑體為熱黑體，實驗過程中根據實際情況一般設定低溫為10℃，高溫為30～40℃；……