二电磁波谱与地物波谱特征.pptVIP

第二章电磁辐射与地物光谱特征 本章提要(…) §1 遥感的电磁波原理 §2 太阳辐射 §3 太阳辐射与大气的作用 §4 太阳辐射与地物的作用 §5 地物的热辐射 §6 微波与地物的作用 §7 各典型地物的光谱曲线 §1 遥感的电磁波原理 电磁波 交互变化的电磁场在空间的传播。 描述电磁波特性的指标 波长、频率、振幅、位相等。 电磁波的特性 电磁波是横波，传播速度为3×108 m/s，不需要媒质也能传播，与物质发生作用时会有反射、吸收、透射、散射等，并遵循同一规律。 §1 遥感的电磁波原理 电磁波谱 按电磁波波长的长短，依次排列制成的图表叫电磁波谱。 依次为： γ射线—X射线—紫外线—可见光—红外线—微波—无线电波。 电磁波谱示图 遥感应用的电磁波波谱段 紫外线：波长范围为0.01～0.38μm，太阳光谱中，只有0.3～0.38μm波长的光到达地面，对油污染敏感，但探测高度在2000 m以下。 可见光：波长范围：0.38～0.76μm，人眼对可见光有敏锐的感觉，是遥感技术应用中的重要波段。 红外线：波长范围为0.76～1000μm，根据性质分为近红外、中红外、远红外和超远红外。 微波：波长范围为1 mm～1 m，穿透性好，不受云雾的影响。 §2 太阳辐射 太阳辐射：太阳是遥感主要的辐射源，又叫太阳光，在大气上界和海平面测得的太阳辐射曲线如图所示。 从太阳光谱曲线可以看出(…)： §3 太阳辐射与大气的作用 一、大气结构 二、大气成分 三、大气吸收作用 四、大气散射作用 五、大气窗口 一、大气结构 一般认为大气厚度1000km，且在垂直方向自下而上可分为对流层、平流层、中流层、热层（增温层），热层再往上就是接近大气层外的顶部空间，也称为散逸层。 二、大气成分 大气主要成分为分子和其他微粒。 三、大气吸收作用 太阳辐射穿过大气层时，大气分子对电磁波的某些波段有吸收作用。吸收作用使辐射能量转变为分子的内能，从而引起这些波段太阳辐射强度的哀减，甚至某些波段的电磁波完全不能通过大气。 四、大气散射作用 辐射在传播过程中遇到小微粒而使传播方向改变。并向各个方向散开，称散射。散射使原传播方向的辐射强度减弱，而增加向其他各方向的辐射。 散射现象的实质是电磁波在传输中遇到大气微粒而产生的一种衍射现象。因此，这种现象只有当大气中的分子或其他微粒的直径小于或相当于辐射波长时才发生。大气散射有三种情况： 瑞利散射：大气粒子的直径远小于波长时发生 米氏散射：大气粒子的直径与波长相当时发生 无选择散射：当大气中粒子的直径比波长大得多时发生的散射。 五、大气窗口 折射改变了太阳辐射的方向，并不改变太阳辐射的强度。因此，就辐射强度而言，太阳辐射经过大气传输后，主要是反射、吸收和散射的共同影响衰减了辐射强度，剩余部分即为透过的部分。对遥感传感器而言，只能选择透过率高的波段，才对观测有意义。 通常把电磁波通过大气层时较少被反射、吸收或散射的，透过率较高的波段称为大气窗口。 大气窗口的光谱波段主要有： 0.3～1.15um，即紫外、可见光、近红外波段 1.3～2.5um和3.5～5.0um，即近、中红外波段 3.5～5.5um，即中红外波段，该波段除通透反射光外，也通透地面物体自身发射的热辐射能量； 8～14um，即远红外波段，主要通透来自地物辐射的能量，适于夜间成像； 0.8～2.5 cm，即微波波段，这一区间可以全天候观测，而且是主动遥感方式，如侧视雷达。 §4 太阳辐射与地物的作用 太阳辐射与地表的相互作用(…) 地物的反射率(…) 漫反射(…) 镜面反射(…) 地球辐射的分段特性 §5 地物的热辐射 §6 微波与地物的作用 在电磁波谱中，波长在1mm～1m范围的波称微波。（微波波段划分） 微波遥感特性： 能全天候、全天时工作(…)； 对某些地物具有特殊的波谱特征； 对冰、雪、森林、土壤等具有一定穿透能力(…)； 对海洋遥感具有特殊意义(…)； 分辨率较低，但特征明显(…)。 §7 各典型地物的光谱曲线 植被光谱曲线 土壤光谱曲线 水体光谱曲线 岩石光谱曲线 常见地物比较光谱曲线 红外线的划分 近红外：0.76～