遥感讲义 1物理基础.ppt

遥感技术与应用 测绘工程系：刘丹丹 §1.1 概 述 遥远的感知，是在不接触的情况下，对目标或自然现象远距离探测和感知的一种技术。狭义的遥感是指电磁波遥感。 遥感平台 航空飞机 火箭 飞船 航天飞机 卫星 传感器：收集、记录和传送遥感信息的装置。 摄影机 摄像仪 扫描仪 雷达 数据处理系统 分析解译系统 三、遥感的分类 根据使用的平台分三种 地面遥感 航空遥感 航天遥感 根据所接收到的电磁波谱分为： 可见光遥感 红外遥感 微波遥感 多光谱遥感 紫外遥感 根据传感器所接收到的能量来源分为： 主动遥感: 指使用人工辐射源从遥感平台上先向目标发射电磁辐射，然后接收和记录目标物反射或散射回来的电磁波的遥感。如雷达 被动遥感: 指不利用人工辐射源，而是直接接收与记录目标反射物反射的太阳辐射或者目标物本身发射的热辐射和微波遥感。 根据遥感资料的显示形式分为 图像方式遥感 非图像方式遥感 四 遥感技术的形成与发展 一）发展阶段： 1、常规航空摄影阶段 2、航空遥感阶段 3、航天遥感阶段 二）遥感技术发展趋势: 1）多层次遥感 2）传感器高分辨率，高光谱，小型，立体遥感 3)自动识别分类 4）定量遥感 5）3S技术的综合应用 五、电磁波谱 一）、电磁波 : 电磁波的特点：波粒二象性，波动性和粒子性 波动性形成了光的干涉，衍射，偏振现象 二）电磁波谱： 为了便于比较电磁辐射的内部差异和描述，按照它们的波长（频率）大小，依次排列画成图表，这个图表就叫做电磁波谱。 C、温度越高，所有波长上的辐射通量密度越大 例子：低温火炉辐射能集中在红光。 高温物体辐射能集中在蓝、绿色。 1、辐射源：凡是能够产生电磁辐射的物体 太阳辐射——可见光及近红外 自然辐射源 地球电磁辐射——远红外遥感 人工辐射源 人为发射，如雷达（微波雷达辐射源，激光雷达辐射源） 2、太阳的电磁辐射 1）太阳常数:就是指在日地平均距离处（一个天文单位）垂直于太阳光线的平面上，在单位时间内单位面积上所接收到的太阳辐射能。 0.135瓦/平方米． 太阳光谱辐照度指投射到单位面积上的太阳辐射通量密度，该值随波长不同而异。太阳表面发出的连续光谱，近似于5800K的黑体辐射。而且由于太阳大气的吸收，光谱辐照度按波长的分布具有不连续性，这种太阳光谱中的吸收线称为“夫琅和费谱线”。 3）大气对辐射的影响 A:地球大气组成： 不变成分：（氮．氧．氩．二氧化碳．氦．） 可变成分　（甲烷．氢．水蒸汽．液态和固态水．盐粒．尘烟） B:大气的垂直分布： 对流层(troposphere) 厚度：0—12km 平流层(stratosphere) 12-80公里 电离层(thermosphere) 80-1000公里， 外大气层 ( exosphere) 1000km以外， C:大气对太阳辐射的影响：大气对太阳辐射的吸收、散射、反射作用： 大气散射 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，称为散射。散射作用：降低了遥感数据的质量、影像模糊，影响判读。集中在太阳辐射能量最强的可见光区 瑞利散射：当微粒的直径比辐射波长小得多时，此时的散射称为瑞利散射。 散射率与波长的四次方成反比，因此，瑞利散射的强度随着波长变短而迅速增大。紫外线是红光散射的30倍，0.4微米的蓝光是4微米红外线散射的1万倍。 很小，对微波的影响可不计。 多波段中不使用蓝紫光的原因： 无云的晴天，天空为什么呈现蓝色？ 朝霞和夕阳为什么都偏橘红色？ ??? 米氏散射：当微粒的直径与辐射波长差不多时的大气散射。 云、雾的粒子大小与红外线的波长接近，所以云雾对对红外线的米氏散射不可忽视。 无选择性散射：当微粒的直径比辐射波长大得多时所发生的散射。符合无选择性散射条件的波段中，任何波段的散射强度相同。 水滴、雾、尘埃、烟等气溶胶常常产生非选择性散射。 云雾为什么通常呈现白色？ 大气对太阳辐射的吸收 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。吸收作用使辐射的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衰减，甚至某些波段的电磁波完全不能通过大气。 臭氧：小于0.3μm；0.155为峰值。高空遥感很少使用紫外波段的原因。 氧气：主要对微波处有2个吸收带对