[01925346]野外地表光谱反射自动观测系列化仪器

必要性及需求分析:

在卫星载荷的在轨场地定标和真实性检验中，场地的地标辐射特性是影响遥感卫星在轨定标精度的重要因素。传统的地面辐射特性测量采用人工现场操作的方法，已经难以满足高频次、高时效和高精度的定标需求。

为此，中国科学院合肥物质科学研究院在多年进行光谱式仪器开发的基础上，通过需求分析和技术提高，开发了一系列的野外地表光谱反射自动化观测系列化仪器，包括地表反射自动观测辐射计、地表光学反射特性自动观测仪、自校准场地反射率观测仪、高光谱BRDF测量仪，可实现400nm~2400nm波段地表反射特性和BRDF特性的多光谱、高光谱测量，为卫星载荷提供全天候、长序列的定标科学数据，减小缺乏实测数据带来的辐射计算误差，形成遥感卫星高频次、高实效的定标能力，以此实现及时校正载荷的衰变，从而提高我国卫星遥感的定量化水平。

另外，除了在应用卫星载荷定标之外，野外地表光谱反射自动化观测仪器也可应用在载荷真实性检验、资源评估、农作物生长监测以及海洋水体反射特性监测领域，为其提供地表反射特性及方向特性参数，从而为地表特性的研究提供基础性的测量数据。

目标及主要任务:

以已完成的野外地表光谱反射自动化观测系列化样机为基础，进行仪器的技术化总结及成熟化，完成此系列产品的产业化技术攻关，为实施该系列产品的产业化和推广奠定基础。产品主要特点和性能如下：

-仪器可实现400nm~2400nm的多光谱、高光谱，地表反射特性和BRDF特性的自动化测量；

-支持太阳能供电、市电、直流供电方式的工作模式；

-可实现远程北斗无线通信（无信号区）、GPRS通信、网络FTP上传等数据接收模式；

-反射率测量不确定度：优于3%@600nm；优于4%@1500nm；优于5%@2100nm；

-仪器在-30℃~70℃的野外环境下自主工作。

现有工作基础:

目前野外地表光谱反射自动观测系列仪器都已经完成样机开发，并且在户外自动化运行、数据的自动接收与处理方面得到了初步的应用效果。具体如下：

-在野外定标场地经过一年以上的自动化无人值守观测，经受了野外高温、雷电、暴雨以及强风等恶劣的环境条件，获取了大量的多光谱、高光谱地表反射特性和BRDF特性观测数据；

-分工作环境进行了不同供电模式下的仪器自动化工作；

-分地区信号、网络信号进行了仪器的远程数据同时的工作；

-仪器数据已实现规范化，开发了处理软件可进行不同需求的数据反演。

预期经济和社会效益:

此系列仪器的成熟化应用将弥补我国在地表反射特性和BRDF特性在自动化观测方面的不足，为我国的卫星、气象、能源、农林业等研究提供基础数据，在遥感卫星定标、载荷真实性检验、资源评估、农作物生长监测以及大专院校研究中均有巨大的市场前景。预计市场容量每年200台，以目前市场的地表观测设备的市场价格核算，仪器在实现成熟推广后，每台售价约50万元，收益10~15万元，每年的市场至少在2000~3000万元。

合作方式：

本项目首先通过卫星定标部门合作，实现样机研制与应用效果，在此基础上，与更多的资源卫星、气象卫星等需要进行卫星定标的部门合作，在多个定标场布置此自动化运行的观测设备。在初步完成仪器的成熟化和推广的基础上，将仪器在全国范围内推广，也可以以技术入股的方式入股国内进行专业仪器研发的公司，以企业为中心，科研机构参与，通过企业向市场推广，采取利益共享、风险共担的产学研联合模式，共同促进科技成果的转化与推广。