地物光谱仪是一种快速、经济的光谱分析仪器，适用于遥感的测量、农作物的监测、地质的勘探、森林的研究、海洋学的研究等各领域。因其适应于野外探测、使用的方便性等优点，成为目前研究的热点。但常出现波长漂移、非线性影响、噪声干扰等问题导致野外测量不便，影响数据准确性，为此，针对这些问题展开对地物光谱仪关键技术进行研究，主要内容包括测量中的光谱校正算法、硬件中中控板的设计、地物光谱仪上位机的设计三个部分。
　　在对现有的光谱校正算法进行研究比较的基础上，提出适合地物光谱仪测量中的校正算法，包括波长的定标、非线性的校正、噪声的去除、波形的矫正等。针对不同的光谱校正问题，提出不同阶数的数值拟合方法，将拟合得到的光谱数据与标准光谱数据进行归一化处理，实现光谱的校正，提高地物光谱仪测量时的精确度。
　　针对野外测量实时检测的需要，设计中控板硬件系统，系统包括供电电源、GPS定位、角度传感器测量与数据传送以及触摸显示等。电源设计采用锂电池和电源适配器两种供电方式，方便野外测量，其中电源适配器的设计运用BUCK电路拓扑，将12V转换为5V、3.3V输出；定位设计采用GPS定位方案，数据通过STM32单片机与上位机进行通讯与传递，实现地理位置的实时检测；传感器的设计采用MPU6050三维角度传感器模块，其内置的三轴MEMS陀螺仪检测与采集旋转角X轴、Y轴和Z轴数据，数字运动处理引擎(DMP)对数据进行处理，通过I2C总线向单片机传递数据，实现仪器姿态的实时检测；设计触摸显示器模块，实现人机交互界面的功能。
　　上位机的设计采用C＃语言编写，实现地物光谱仪上位机各种采集与数据处理和显示的功能。根据需求分析对上位机系统进行设计，设计并实现文件处理模块、设备管理模块、显示设置模块、采集参数设置模块、数据采集模块和显示数据模块等六大功能模块，通过系统界面实现对透射率、吸光度、反射率、辐射照度、色温和色坐标相关光谱数据处理和显示的功能。
　　实验结果表明：地物光谱仪定标精度中，波长测量精确到0.28nm，暗电流与积分时间线性方程拟合判定系数R2大于0.9987，非线性拟合精确到1.029，对波形进行矫正，测量了卤钨灯色温和色坐标，将测量得到的数据与标准卤钨灯的色温和色坐标进行比较分析，色温误差不大于1K、色坐标误差不大于0.0003，提高了其测量精度。光谱测量实验以绿叶为样品，自然光为光源，分别对绿叶的透射率、吸光度、反射率、辐射照度等相关光谱数据处理功能验证测试，得到的谱图与现有的标准谱图库进行比较与验证。测试结果符合预期需求目标，在实际应用中有较好的价值和发展前景。