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第二章环境遥感基础本讲稿第一页，共二十四页2.1 2.1 电磁波辐射与地物光谱特征电磁波辐射与地物光谱特征2.1.1 2.1.1 电磁波辐射与电磁波谱电磁波辐射与电磁波谱电磁波：当电磁振荡进入空间，变化的磁场激发了涡旋电电磁波：当电磁振荡进入空间，变化的磁场激发了涡旋电场，变化的电场又激发了涡旋磁场，是电磁振荡在空间传场，变化的电场又激发了涡旋磁场，是电磁振荡在空间传播播电磁波在传播中遵循波的反射、折射、衍射、干涉、电磁波在传播中遵循波的反射、折射、衍射、干涉、吸收、散射等传播规律吸收、散射等传播规律本讲稿第二页，共二十四页2.1 2.1 电磁波辐射与地物光谱特征电磁波辐射与地物光谱特征2.1.1 2.1.1 电磁波辐射与电磁波谱电磁波辐射与电磁波谱 电磁波辐射源电磁波辐射源 自然界的任何物体，只要温度高于自然界的任何物体，只要温度高于0 K0 K（-273.16-273.16）就会发生分子运动，只要分子运动就能向外）就会发生分子运动，只要分子运动就能向外辐射电磁能量，成为电磁波辐射源。辐射电磁能量，成为电磁波辐射源。本讲稿第三页，共二十四页2.1 电磁波辐射与地物光谱特征2.1.1 2.1.1 电磁波辐射与电磁波谱电磁波辐射与电磁波谱电磁波谱：将各种电磁波电磁波谱：将各种电磁波在真空中的波长按其长短，在真空中的波长按其长短，依次排列制成的图表。依次排列制成的图表。波段波长长波3000m中波和短波10-3000m超短波1-10m微波1mm-1m红外波段超远红外15-1000m远红外6-15m中红外3-6m近红外0.73-3m可见光0.38-0.76m紫外线10-3-3.810-3mX射线10-6-10-3m射线10-6m本讲稿第四页，共二十四页2.1.2 2.1.2 太阳辐射及大气对辐射的影响太阳辐射及大气对辐射的影响1.1.太阳辐射太阳辐射太阳发出的电磁波辐射太阳发出的电磁波辐射太阳辐射在从近紫外到中红外这一波段内太阳辐射在从近紫外到中红外这一波段内能量最集中而且相对来说最稳定，太阳强能量最集中而且相对来说最稳定，太阳强度变化最小度变化最小本讲稿第五页，共二十四页2.2.大气的吸收和大气窗口大气的吸收和大气窗口大气的成分：多种气体、固态和液态悬多种气体、固态和液态悬浮的微粒混合组成的。浮的微粒混合组成的。他们对电磁辐射具有吸收、散射作用他们对电磁辐射具有吸收、散射作用本讲稿第六页，共二十四页2.2.大气的吸收和大气窗口大气的吸收和大气窗口大气窗口：通过大气而较少被反射、吸收通过大气而较少被反射、吸收或散射的透射率较高的电磁辐射波段。或散射的透射率较高的电磁辐射波段。本讲稿第七页，共二十四页2.2.大气的吸收和大气窗口大气的吸收和大气窗口大气的吸收作用：大气的吸收作用：太阳辐射穿过大气层时，大气分子对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，引起这些波段的太阳辐电磁波的某些波段有吸收作用，引起这些波段的太阳辐射强度衰减射强度衰减本讲稿第八页，共二十四页2.2.大气的吸收和大气窗口大气的吸收和大气窗口 大气的散射作用：大气的散射作用：电电磁波与物质相互作用磁波与物质相互作用后电磁波偏离原来的后电磁波偏离原来的传播方向传播方向本讲稿第九页，共二十四页3.3.地物的辐射传输特性地物的辐射传输特性 辐射传输：辐射传输：电磁辐射与不同介质相互作用的复杂过程电磁辐射与不同介质相互作用的复杂过程能量守恒定律能量守恒定律本讲稿第十页，共二十四页3.3.地物的辐射传输特性地物的辐射传输特性 地球辐射：地球辐射：地球表面和地球表面和大气电磁辐射的总称大气电磁辐射的总称 地球辐射的分段特性：地球辐射的分段特性：0.3-2.50.3-2.5m m：反射太阳辐：反射太阳辐射射2.6-62.6-6m m：反射太阳辐射：反射太阳辐射和地球自身热辐射和地球自身热辐射6 6m m以上：地球自身热辐以上：地球自身热辐射射本讲稿第十一页，共二十四页4.4.地物波谱地物波谱 地物的电磁波响应特性随电磁波长改变而变化的规律地物的电磁波响应特性随电磁波长改变而变化的规律不同类型的地物，其电磁波响应特性不同，因此不同类型的地物，其电磁波响应特性不同，因此地物波谱特征是遥感识别地物的基础地物波谱特征是遥感识别地物的基础本讲稿第十二页，共二十四页4.4.地物波谱地物波谱几种常见地物的波谱特征几种常见地物的波谱特征植被、植被、土壤、水体、岩石土壤、水体、岩石的光谱曲线的光谱曲线本讲稿第十三页，共二十四页植物的光谱曲线本讲稿第十四页，共二十四页植物叶子的颜色植物叶子的颜色叶子的组织结构叶子的组织结构叶子的含水量叶子的含水量植物的覆盖度植物的覆盖度影响植物光谱的因素影响植物光谱的因素本讲稿第十五页，共二十四页土壤的光谱曲线本讲稿第十六页，共二十四页土壤的光谱曲线 土壤含水量增加，反射率下降，在土壤含水量增加，反射率下降，在1.41.4、1.91.9、2.72.7微米处，反射率的下微米处，反射率的下降尤为明显降尤为明显本讲稿第十七页，共二十四页水体的光谱曲线本讲稿第十八页，共二十四页水体的光谱曲线本讲稿第十九页，共二十四页岩石的光谱曲线矿物成分矿物成分矿物含量矿物含量物质结构物质结构本讲稿第二十页，共二十四页岩石的光谱曲线影响因素影响因素岩石风化程度岩石风化程度岩石含水状况岩石含水状况矿物颗粒大小矿物颗粒大小岩石表面光滑程度岩石表面光滑程度岩石色泽岩石色泽本讲稿第二十一页，共二十四页2.2 2.2 遥感传感器与平台遥感传感器与平台2.2.1 2.2.1 传感器（摄影型、扫描型、侧视雷达）传感器（摄影型、扫描型、侧视雷达）2.2.2 2.2.2 平台（航空、航天）平台（航空、航天）2.2.3 2.2.3 常用的环境遥感卫星数据常用的环境遥感卫星数据 NOAANOAA、Landsat TMLandsat TM，中巴资源卫星、，中巴资源卫星、SPOTSPOT、TerraTerra（MODISMODIS、ASTERASTER）、）、IKONOSIKONOS、QiuckBirdQiuckBird本讲稿第二十二页，共二十四页2.3 2.3 遥感图像特征及其选择原则遥感图像特征及其选择原则1.1.遥感图像的特征遥感图像的特征M 遥感图像的空间分辨率（高、中、低）遥感图像的空间分辨率（高、中、低）M 遥感图像的光谱分辨率（全色、多、高）遥感图像的光谱分辨率（全色、多、高）M 遥感图像的辐射分辨率（遥感图像的辐射分辨率（DNDN值）值）M 遥感图像的时间分辨率（重访周期）遥感图像的时间分辨率（重访周期）本讲稿第二十三页，共二十四页2.2.遥感图像的选择原则遥感图像的选择原则M时空特征需求时空特征需求M光谱特征需求光谱特征需求M数据的可获得性数据的可获得性M数据的价格数据的价格2.3 2.3 遥感图像特征及其选择原则遥感图像特征及其选择原则本讲稿第二十四页，共二十四页