本发明提供一种噪声评价方法、反射率反演方法以及图像分析装置，该装置包括相互连接的高光谱图像采集装置和高光谱图像处理装置，高光谱图像采集装置包括：样本台、标准反射率板、高光谱仪、转台和照明系统，样本台放置于所述转台上，样本台的两侧分别放置标准反射率板；高光谱图像处理装置用于执行噪声评价方法和反射率反演方法。该装置能够减小图像高光谱图像采集过程中光照不均匀对成像质量的影响，该图像分析装置能够求解出图像各个点的噪声近似值，并据此反演得到高光谱图像的反射率。该装置能够更加方便、高效、高精度地执行噪声评价和反射率反演过程。