遥感地质学1课稿.ppt

1.1电磁辐射 电磁辐射： 电磁波能量的传递过程（发射、吸收、反射、透 射等现象）。 满足 能量： 动量： h: 普朗克常数＝6.626×10－34J/s c: 光速 v : 频率 T:周期 能量和动量是粒子属性，频率和波长是波动属性。 1.2电磁波谱 不同的辐射源产生的电磁波的波长不同 将各种电磁波按其波长（或频率）的大小, 依次排列画成的图表 —— 电磁波谱 2.电磁辐射源 物体的热辐射 ㈠.热辐射 任何温度高于0K(－273.16℃)的物体，其原子、分子都在 不停地热运动（旋转和振动，带电粒子不停地发生能级的跃 迁，从而放出或吸收能量），从而辐射出中、远红外的电磁辐射。 辐射能的强弱及其随波长的分布取决于物 体性质与温度的电磁辐射--热辐射(温度辐射) 特点:不需通过介质,就能以光速将热从一 物体传给其它物体。 太阳辐射和大地辐射 2.大地辐射 3.大气对电磁辐射传输的影响 由于大气对电磁波的选择性吸收，使大气在不同波段对电磁波的衰减程度各不相同。因而大气对电磁波衰减较小，透射率较高的波段叫大气窗口。 由于“大气窗口”效应和探测技术水平限制，目前遥感技术只利用了有限的几个波段（窗口），其中最重要的波段为： 可见光（0.39-0.76μm） 和近红外（0.76-2.5μm）波段：这是地物对太阳辐射的强反射波段，所用的传感器主要是照（摄）相机或多波段扫描仪等； 中红外（3－5μm）波段：主要接收地物对太阳辐射的反射能量和自身的热辐射能量，所用的传感器主要是红外扫描仪等； 热红外（8－14μm）波段：主要接收地物自身的热辐射能量，所用的传感器主要是热红外扫描仪等； 微波（8-1000mm）波段：可分为主动和被动两种接收方式。主动式微波传感器通常包括侧视雷达、散射计和高度计；被动式微波传感器采用微波辐射计，包括扫描成像和非扫描成像等类型。 4. 地物的电磁辐射特性 自然界中地物与电磁波的相互作用主要表现为反射、发射、吸收和透射几种形式。 镜面反射 漫反射 混合反射 以上均为相对而言 物体在同一时间、空间条件下，其反射、发射、吸收和透射电磁波的特性是波长的函数。当我们将这种函数关系用曲线的形式表现出来时，就形成了地物电磁波波谱，简称地物波谱. 地物的辐射能量随波长改变而改变的特性 ——地物的波谱特性 不同种类物体：颜色、物质成分、结构、 物理性质、化学性质等不同 反(发)射电磁波波长、能量不同 同类物体：在不同的自然条件下，因入射 波波长、能量不同 反(发)射电磁波的本领也可能不同 据此探测和识别地物——遥感理论基础 地物波谱是以下工作的依据： ⑴.遥感识别地物(目视解译); ⑵.选择遥感器最佳工作波段; ⑶.校正大气传输过程中遥感信息的 失真; ⑷.指导数字图像识别与处理。 遥感技术重要的基础研究内容 一.反射波谱 地物反射的电磁辐射能量--来自太阳的可 见光和近红外 反射率(ρ):物体反射的辐射能量Pρ占总 入射能量P0的百分比 ㈠.定义:反射波谱是物体的反射率随波 长变化的规律 ㈡.表示方法——波谱曲线 为便于对比研 究，常将多种地物的波谱曲线绘于一图 曲线可表示： ⑴.地物对不同波 长电磁波的反射率及 反射率随波长的变化; ⑵.不同地物波谱 曲线形态不同,同类地 物波谱曲线形态相似。 绿峰 反 射 系 数 0.2 0.4 0.6 0.8 新鲜的雪 植物(阔叶) 土壤 沙 漠 沙 植物(针叶) 图 典型地物反射波谱特性曲线 红谷 近红外 强反射 0.4 0.5 波长(μm) 0.6 0.7 0.8 ㈢.反射波谱曲线分析方法 1.曲线位置 高—反射率高 影像色调浅 低—反射率低 影像色调深 2.曲线形态