梅安新《遥感导论》--第二章.ppt

如果选择这些地物反射率差异较大的波长区间，比如0.55μm和0.85μm，以这两个波长处的反射率值分别为横纵轴，在这个二维空间里聚类，可以很容易地区分4类地物。 水域 居民地 土壤 岩石 利用TM数据进行光谱分析的实例 四种地物 3和4波段 4和5波段 2和7波段 总结：根据地物波谱特征识别地物 地物自身辐射（发射）或对外来辐射的反射和透射特点和规律即该地物的波谱特征，可用辐射或反射波谱曲线来直观地表示。 从曲线可看出，不同地物在有些波段上辐射或反射值相同或相近，但在另外一些波段上可以区分开，区分地物时应尽量选择特征差别较大的波段。 地物波谱特征一般用光谱仪进行实地测量得到。若没有实地测量的光谱数据，可通过对影像的分析得到较粗略的光谱特征。 地物波谱特性的测量 传感器波段选择、验证、评价的依据 建立地面、航空和航天遥感数据的关系 将地物光谱数据直接与地物特征进行相关分析并建立应用模型 地物反射波谱测量理论 双向反射分布函数(BRDF) (该函数不实用) 在给定的立体角锥体所限制的方向内，在一定辐照度和观测条件下，目标的反射辐射通量与处于同一辐照度和观测条件下的标准参考面的反射辐射通量之比。 实验室测量：条件苛刻，不易推广。 野外测量： 垂直测量 非垂直测量 双向反射比因子R(BRF) 思考题： 为什么能够用地物波谱特征识别地物？怎样用波谱特征识别地物？ 大气垂直分层 大 气 组 成 与 垂 直 分 层 大气主要成份 大气吸收作用 与大气吸收相关的两个因子： 大气的物质成分 电磁波波长 大气吸收带：不能穿过大气的某些电磁波波长区间，如在0.7-2.5μm处的3个相间的水汽吸收带。 大气吸收谱 大气吸收谱 水的吸收带：2.5-3.0、5-7、0.94、1.13、1.38、1.86、3.24、24以上 二氧化碳的吸收峰：2.8、4.3 臭氧：0.2-0.32、0.6、9.6 氧气：小于0.2、0.6、0.76 主要大气吸收带 大气窗口 大气窗口：也叫“大气透射带”，指能透过大气的电磁波连续区。遥感中的常用大气窗口如下： (1) 0.3-1.3μm，可见光、部分紫外和近红外； (2) 1.5-1.8和2.0-2.5μm，部分近红外； (3) 3.5-5.5μm，中红外； (4) 8-14μm，远红外； (5) 0.05cm的微波；常用波段有0.8-2.5、3、5、10cm。 大气散射作用 大气散射指电磁辐射在大气中传输时偏离其初始方向，并向各个方向散开的现象。 散射元：指大气分子密度差异、大气中悬浮的微小水滴、固体微尘。 由“米氏散射理论”给出的散射元直径d、辐射波长λ与散射能量I间的关系： (1) dλ时，I∝λ－4 瑞利散射 (2) d =λ时，I∝λ－2 米氏散射 (3) d =1.5×λ时，I∝λ－1 米氏散射 (4) d≥2×λ时，I与λ无关 无选择散射 对波长较短的可见光作用强 蔚蓝色的天空 朝霞和夕阳红 瑞丽散射 米氏散射和无选择性散射 米氏散射 方向性明显，向前的散射更强，对红外线影响大 无选择性散射 散射与波长无关 云雾呈白色 大气分子、原子——瑞利散射——可见光、近红外，可见光最强 大气微粒——米氏散射——近紫外至红外，近红外最强 云层中的小雨滴——对微波是瑞利散射但能量很小故微波可穿云透雾；对可见光是无选择性散射且云层越厚散射越强 总结 大气反射作用 反射过程主要发生在云层顶部，反射程度取决于云量大小和云层厚度。 如果不是为了研究云层，一般会避开有云的天气以消除大气反射的影响。 大气辐射作用 温度高于绝对零度的物体都会向外辐射能量，大气也不例外。 大气自身辐射主要为波长约10μm的热红外辐射。 如果研究的是该波长信息，则要考虑遥感信息中是否叠加了大气辐射的影像。 大气折射作用 也称“大气折光作用”。 因为大气层密度随高度增加而逐渐减小，光线经过这种密度渐变的介质时，会由于折射作用而发生弯曲。在航空摄影中，表现为使记录在感光介质上的像点发生远离中心点方向的偏移。 大气折射： θ=0°时，R=0′ θ=45°时，R=1′ θ=90°时，R=35′ 大气对太阳辐射的总透射率T 大气透射的定量分析 大气厚度与大气质量对透射量的影响 透过大气达到地面的太阳辐射 粗略算，31%说——反射30%、散射22%、吸收17%，到达地面为太阳总辐射的31%。 稍精确，45%说——臭氧吸收3%、云层反射25%，其它气体吸收19%、地面