大学课件：遥感原理与应用.doc

绪论 第一章 遥感物理基础 Chapter 1 Physical basis of remote sensing 电磁波：在真空或物质中通过传播电磁场的振动而传输电磁能量的波。 （在真空或介质中传播的交变电磁场） 电磁波是通过电场和磁场之间相互联系和转化传播的，是物质运动能量的一种特殊传递形式。 原子光谱、分子光谱和晶体光谱 波粒二象性： 1 波动性：表现出干涉、衍射、偏振等现象。 一般成像只记录了电磁波的振幅，只有全息成像时才同时记录振幅和相位，在遥感成像时，只有雷达成像是如此。 干涉的影响： 利—利用能量增大的趋势使图像清晰，方向性强； 弊—造成同一物质所表现的性质不同 SAR成像时，斑点的产生就是由于电磁波的干涉引起的。 衍射的影响： (1)使电磁辐射通量的数量、质量和方向都发生变化，结果测量不准确，对目标物的解译也带来困难。 (2)缩小阴影区域。 (3)影响遥感仪器的分辨能力。 光的偏振现象说明光波是横波，在微波技术中称为“极化”。 多普勒效应：电磁辐射因辐射源或观察者相对于传播介质的移动，而使观察者接受到的频率发生变化的现象。 2 粒子性的基本特点是能量分布的量子化 光电效应应用：扫描成像、电视摄像等，把光像变成电子像，把对人眼无作用的电磁辐射变成人们可以看见的影像。 3、波粒二象性的关系 电磁波的波动性与粒子性是对立统一的，E（能量）、P（动量）是粒子的属性，υ（频率），λ（波长）是波动的属性，二者通过h联系起来。 光的波动性和粒子性是光在不同条件下的不同表现： 从数量上看：少量光子的运动表现出粒子性；大量光子的运动表现出波动性。 从频率上看：频率高的光子粒子性强，频率低的光子波动性强。 当光和其它物质发生相互作用时表现为粒子性，当在传播时表现为波动性。 为什么说遥感的物理基础是电磁波理论？ 不同地物电磁波特性不同（表现为不同颜色，不同温度） 传感器接收的是电磁波 数据传输是电磁波 数据处理的是地物电磁波信息 应用的是地物电磁波特性 电磁波谱：将电磁波在真空中按照波长或频率的依大小顺序划分成波段，排列成谱。 紫外线 Ultraviolet 波长0.01～0.4μm。 此波段地物成像反差小，仅对萤石、石油等有较高的反射率，因此可以用于石油普查。由于散射的原因，在2000米高度以下成像为好。 可见光 Visible 波长0.4～0.7 μm 大气对之有影响（吸收，散射），大部分地物有良好的反射，它是主要的RS波段 红外线 Infrared 0.7μm ～1mm 由于胶片感光范围限制，除在近红外波段可用于摄影成像外，在其它波段不能用于摄影成像。但整个红外波段均可用于扫描成像。 微波 Microwave波长 1mm～1m，人工装置（雷达）产生。 它的波长长，受大气散射干扰小，全天候、全天时。 目前遥感使用的主要为可见光、红外线和微波。 绝对黑体：能全部吸收外来电磁波辐射而毫无反射和透射的理想物体。 近似黑体的：黑色的烟煤；太阳；白天看远处的窗户；空腔模型。 基尔霍夫定律：好的吸收体也是好的辐射体的定律。 太阳常数：指不受大气影响，在距离太阳一个天文距离内，垂直于太阳光辐射的方向上，单位面积单位时间黑体所接收的太阳辐射能量。1.360×103 W/m2 地物波谱发射率：实际物体与同温度的黑体在相同条件（波长）下辐射功率之比。 物体反射电磁波的形式： 镜面反射：如平静的水体。当雷达发射的电磁波到达水体时，会发生镜面反射，使返回雷达的回波大大减弱，因此水体在雷达像片上一般呈现深色调。 漫反射：各个方向探测到的辐射亮度相同。 方向反射：其反射界于镜面反射和漫反射之间，在某些方向上反射强烈。 反射产生的原因：与地表粗糙平滑程度有关。地物表面的光滑与粗糙是相对于入射电磁波的波长和入射角而言的。 地物表面是光滑的（镜面反射）；中等粗糙（方向反射）；粗糙（漫反射） 光谱反射率：地物在某波段的反射通量与该波段的入射通量之比。 通常反射率定义为物体理想的漫反射情况下的定义，是指在整个电磁波波长范围的平均反射率。 地物反射波谱特性：地物波（光）谱反射率随波长变化而变化的特性。 非选择性反射体；选择性反射体 影响地物反射率变化的因素： 主要取决于入射通量及地物本身性质。 其它因素：太阳位置、遥感器位置、地理位置、地形、季节、气候变化、地物本身的差异、大气状况等。 第二章 遥感平台 Chapter 2 Remote sensing platforms 1 遥感平台的种类Types of remote sensing platforms 1）地面平台 Ground Platform（0-100m） 2）航空平台 Air Platforms（100m