第02讲遥感物理基础之一_电磁波谱与电磁辐射概要.ppt

遥感地质学 Remote Sensing Geology 遥感物理基础（1） －电磁波谱与电磁辐射 遥感地质学章节内容 第一章 绪论 第二章 遥感物理基础（电磁辐射与电磁波谱） 第三章 遥感成像原理与图像特征 第四章 遥感图像处理 第五章 遥感图像地质解译标志 第六章 遥感图像地貌解译 第七章 遥感图像的岩性解译 第八章 遥感图像构造解译 第九章 遥感应用 上次内容回顾 1、遥感的基本概念 2、遥感探测系统的组成部分 3、遥感与常规调查手段相比所具有的特点 4、遥感地质学的研究内容 一、电磁波谱与电磁辐射 电磁波谱 　　　电磁波的概念 　　　电磁波的性质 　　　电磁波谱的概念 电磁辐射 　　　电磁辐射的度量 　　　电磁辐射规律 电磁波的概念 电磁波： 也叫电磁辐射，是电磁振荡在空间的传播。 电磁波的性质 1.电磁波不需要介质，在真空中以光速传播，并满足以下关系式： 2.电磁波在不同介质中传播时会产生一系列现象：反射、折射、吸收、透射、散射。 3.电磁波的叠加原理和相干性 4.电磁波的衍射 5.电磁波的偏振（极化） 6.电磁波的色散 7.电磁波的多普勒效应 8.电磁波的波粒二象性 电磁波谱 定义：各种电磁波按其波长（或频率）的大小依次排列形成的图表，就叫电磁波谱。 各类电磁辐射的产生机理以及它们与物质的相互作用特点 遥感常用的电磁波波段 ★紫外波段 ★可见光波段 ★红外波段 ★微波 电磁辐射的度量 电磁辐射源 电磁辐射的度量 电磁辐射的规律 热辐射 黑体辐射 实际物体辐射 太阳辐射和地球辐射 黑体辐射规律 1、普朗克公式 2、斯忒藩-玻尔兹曼定律 3、维恩位移定律 1、普朗克公式：描述黑体辐射出射度与温度、波长分布的关系。 2、斯忒藩-玻尔兹曼(Stefan-Boltzmann)定律: 绝对黑体的总辐射出射度与黑体温度的四次方成正比。 M(T)＝σT4?????????????????????????????? 式中σ为斯忒藩－波尔兹曼常数， σ＝5.67×10－8?? W/(m2·K4） 3、维恩位移定律(Wiens displacement law) 黑体的光谱出射度极值对应的波长λmax与温度T成反比。? ????????????????????????? 式中b为常数，b＝2.898×10－3?（m·K） 该定律反映出，随着黑体温度的升高（或降 低）， λmax向短波（或长波）方向变化。 黑体辐射的三个特性 辐射通量密度随波长连续变化，每条曲线只有一个最大值。 温度越高，辐射通量密度越大，不同温度的曲线不同。 随着温度的升高，辐射最大值所对应的波长越往左移即向短波方向移动。 实际物体辐射 基尔霍夫定律 实际物体辐射公式 物体的热惯量 基尔霍夫定律： 在给定温度下，任何物体的辐射出射度与吸收系数之比是一个常数。 物体的热惯量 热惯量（P）是物体对环境温度变化的热反应灵敏性的一种量度，热惯量越大，对环境温度变化的热反应越迟钝。 采用热红外遥感黎明前后和中午是最佳的探测时间。黎明前后，热辐射反映的是各物体本身的热特性；而中午，反映的是地物的反射特征及地形的特征。 太阳辐射： 是可见光和近红外的主要辐射源； 　是可见光及近红外遥感的主要辐射源； 　常用5900k的黑体辐射来模拟；其辐射波长范围极大，从0.2μm到3.0μm。 　地球大气层对太阳辐射有吸收、反射和散射作用。 地球的电磁辐射： 大于6μm的波长，主要是地物本身的热辐射； 　是远红外遥感的辐射源。 3-6μm之间，太阳和地球的热辐射都要考虑。 本节主要内容 电磁辐射是遥感技术的物理基础。 电磁波谱的概念 遥感中常用的电磁波波段 黑体的概念 实际物体电磁辐射规律M= εM0(λ，T) * 河北工程大学　资源学院 从远处探测、感知物体或事物的技术。即不直接接触物体本身，从远处通过各种传感器探测和接收来自目标物体的信息，经过信息的传输及其处理分析，来识别物体的属性及其分布等特征的综合技术。 遥感技术系统：遥感平台和遥（传）感器，地面接收站，图像处理和解译分析 ☆大面积的同步观测 ☆时效性好，动态监测，快速更新监控范围数据 ☆数据的综合性和可比性 ☆经济性 ☆局限性 （1）各类地质体和电磁辐射（反射、吸收、发射等）特性，及测试、分析与应用；（2）遥感数据资料地学信息提取原理与方法；（3）遥感图像的地质解译与编图；（4）遥感技术在地质各个领域的具体应用和实效评价。 第二章 遥感物理基础 本章主要内容 电磁波谱与电磁辐射的概念 地球大气对电磁辐射传输的影响 地球辐射与地物波谱特征 彩色原理（色度学） 一、电磁波谱