电磁辐射和地物光谱的基本特征.ppt

电磁辐射和地物光谱基本特征;;电磁波;;电磁波的波源不同,所产生的电磁波的波长是不同的： 无线电波是由电磁振荡发射的； 微波是利用谐振腔及波导管激励与传输，通过微波天线向空间发射的； 红外辐射是由于分子的振动和转动能级跃迁时产生的； 可见光和近紫外辐射是由于原子、分子中的外层电子跃迁时产生的； 紫外线、X射线、γ 射线是由于内层电子的跃迁和原子核内状态的变化产生的；;2.1.2 电磁辐射的度量;辐射出射度（M）：辐射源物体表面单位面积上的??射通量，单位：W/m2 辐射亮度（L）：假定有一辐射源呈面状，向外辐射的强度随辐射方向而不同，则L定义为辐射源在某一方向，单位投影表面，单位立体角内的辐射通量，单位：W/（sr·m2） 朗伯源：辐射亮度L与观察角θ无关的辐射源，称为朗伯源。;自然界中并不存在绝对的黑体，实用的黑体是由人工方法制成的，它只是一种理想的黑体模型，基本结构是能保持恒定温度的空腔。;2. 黑体辐射规律;(2) 斯忒藩—玻尔兹曼定律 对普朗克定律在全波段内积分，得到斯蒂藩－玻尔兹曼定律。辐射通量密度随温度增加而迅速增加，与温度的4次方成正比。;黑体温度越高，曲线的顶峰就越往左移，即往波长短的方向移动。 高温物体发射较短的电磁波，低温物体发射较长的电磁波。 常温（如人体300K左右，发射电磁波的峰值波长9.66μm ）;3. 实际物体的辐射;（2）实际物体的辐射 对于一般物体而言，需要引入发射率（热辐射率、比辐射率），表明物体的发射本领。;一般辐射体和发射率;2.2 太阳辐射及大气对辐射的影响;2.2.2 大气吸收;大气主要成分为分子和其他微粒 分子重要有： O2和N2，约占99%，其余1%是O3、CO2、H2O及其他。 微粒主要有：烟、尘埃、雾霾、小水滴及气溶胶。;臭氧 ：吸收作用主要集中在紫外波段，对波长0.3um以下的波段全部吸收，在9.6um附近有个很窄的弱吸收带 氧：对电磁辐射的吸收很弱;瑞利散射 发生条件：质点的直径 d λ(电磁波波长)时，一般认为（d λ/10） ;瑞利散射与波长的关系;2. 米氏散射;2.2.4 大气窗口及透射分析;2. 大气的反射;大气窗口的主要光谱段： 1）0.3－1.3um： 以可见光为主体的窗口，是摄影成像的最佳波段，也是许多卫星传感器扫描成像的常用波段。 摄影和扫描成像的方式在白天感测和记录目标电磁波辐射信息。 2）1.5－1.8,2.0-3.5um： 近、中红外窗口，60％－95％，扫描成像，白天记录 3）3.5－5.5um： 中红外窗口，60％－70％，白天夜间，扫描成像记录 4）8－14 um： 远红外窗口，超过80％， 白天夜间，扫描记录 5）0.8－2.5cm： 微波窗口， 白天夜间，扫描记录。;;2.3 地球的辐射与地物波谱;2.3.2 地表自身热辐射;2.3.3 地物反射波谱特征;物体的反射 物体的反射状况分为三种：镜面反射、漫反射和实际物体的反射 镜面反射：是指物体的反射满足反射定律。入射波和反射波在同一平面内，入射角与反射角相等。 漫反射：是指不论入射方向如何，虽然反射率ρ与镜面反射一样，但反射方向却是“四面八方”。 对于慢反射面，当入射辐照度I一定时，从任何角度观察反射面，其反射亮度是一个常数，这种反射面又叫朗伯面。 ;（3）反射波谱 地物的反射波谱是指地物反射率随波长的变化规律，如图;白橡树不同生长期的反射光谱曲线;不同健康状态松树的反射光谱曲线;不同植物的反射波谱曲线