电磁辐射与地物光谱...ppt

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1、1 1第二章第二章 电磁波谱与电磁辐射电磁波谱与电磁辐射1 1）电磁波是电磁振动的传播。当电磁振荡进入空间时，变化）电磁波是电磁振动的传播。当电磁振荡进入空间时，变化的磁场激发了变化的电场，使电磁振荡在空间传播，形成的磁场激发了变化的电场，使电磁振荡在空间传播，形成电电磁波。磁波。2 2）电磁波是横波电磁波是横波，质点的震动方向与波的传播方向垂直，质点的震动方向与波的传播方向垂直。3）电磁波在真空中以光速传播。）电磁波在真空中以光速传播。4）满足方程：）满足方程：f.=c (波动性波动性)；E=h.f （粒子性）具有波粒二象性（粒子性）具有波粒二象性2.1.1 电磁波谱电磁波谱 粒子性粒子性粒

2、子性粒子性把电磁波作为粒子对待时，能量:E=hfh,Planks constant(6.626*10-34 Js)2.1.1 电磁波谱电磁波谱遇到介质（气体、液体、固体），发生一系列现象：遇到介质（气体、液体、固体），发生一系列现象：反射：反射：镜面反射：入射角等于反射角镜面反射：入射角等于反射角 漫反射：反射向四面八方漫反射：反射向四面八方折射折射折射折射：射入介质，折射角一般不等于入射角射入介质，折射角一般不等于入射角吸收吸收吸收吸收：部分被介质吸收部分被介质吸收透射透射透射透射：从入射延伸方向射出介质从入射延伸方向射出介质发射发射发射发射：自身向外辐射能量自身向外辐射能量2.1.1 电磁

3、波谱电磁波谱5 5反射率反射率=（反射能量/入射总能量）*100%；吸收率吸收率=（吸收能量/入射总能量）*100%；透射率透射率=（透射反射能量/入射总能量）*100%。2.1.1 电磁波谱电磁波谱6 62.1.1 电磁波谱电磁波谱 电磁波谱定义：按照电磁波在真空中传播的波长或频率，电磁波谱定义：按照电磁波在真空中传播的波长或频率，递增或递减排列，形成的一个连续谱带。递增或递减排列，形成的一个连续谱带。7 7 微波波段(1mm-1m,最常用1cm-1m)遥感常用波段符号：遥感常用波段符号：2.1.1 电磁波谱遥感常用波段P：30-100cmL:15-30cmS:7.5-15cmC:3.75-

4、7.5cmX:2.4-3.75cmKu:1.57(1.7)-2.4cmK:1.1-1.57(1.7)cmKa:0.75-1.1cm8 82.1.22.1.2、电磁辐射的度量、电磁辐射的度量、电磁辐射的度量、电磁辐射的度量能量：能量：能量：能量：反应了做功的能力，在做功的过程中，能量从一个物反应了做功的能力，在做功的过程中，能量从一个物反应了做功的能力，在做功的过程中，能量从一个物反应了做功的能力，在做功的过程中，能量从一个物体传输到另一个物体或者从一个地方传输到另一个地方。体传输到另一个物体或者从一个地方传输到另一个地方。体传输到另一个物体或者从一个地方传输到另一个地方。体传输到另一个物体或者

5、从一个地方传输到另一个地方。传导传导传导传导对流对流对流对流辐射辐射辐射辐射 为了描述电磁辐射的产生、在空间的传播以及与其物质为了描述电磁辐射的产生、在空间的传播以及与其物质为了描述电磁辐射的产生、在空间的传播以及与其物质为了描述电磁辐射的产生、在空间的传播以及与其物质进行相互作用的过程，可以采用两种不同的模型：进行相互作用的过程，可以采用两种不同的模型：进行相互作用的过程，可以采用两种不同的模型：进行相互作用的过程，可以采用两种不同的模型：波模型和波模型和波模型和波模型和粒子模型。粒子模型。粒子模型。粒子模型。9 92.1.2、电磁辐射的度量、电磁辐射的度量（1 1）辐射能量）辐射能量电磁辐

6、射是具有能量的，它表现在：电磁辐射是具有能量的，它表现在：电磁辐射是具有能量的，它表现在：电磁辐射是具有能量的，它表现在：使被辐照的物体温度升高使被辐照的物体温度升高使被辐照的物体温度升高使被辐照的物体温度升高 改变物体的内部状态改变物体的内部状态改变物体的内部状态改变物体的内部状态 使带物体受力而运动使带物体受力而运动使带物体受力而运动使带物体受力而运动 辐射能量（辐射能量（辐射能量（辐射能量（WW）的单位是焦耳（）的单位是焦耳（）的单位是焦耳（）的单位是焦耳（J J）1010 在单位时间内通过某一面积的辐射能量称为辐射通量：在单位时间内通过某一面积的辐射能量称为辐射通量：在单位时间内通过某

7、一面积的辐射能量称为辐射通量：在单位时间内通过某一面积的辐射能量称为辐射通量：=d=dWW/d/dt t辐射通量（辐射通量（辐射通量（辐射通量（）的）的）的）的单位是瓦特单位是瓦特单位是瓦特单位是瓦特=焦耳焦耳焦耳焦耳/秒（秒（秒（秒（W=J/SW=J/SW=J/SW=J/S）2.1.2、电磁辐射的度量（2）辐射通量辐射通量辐射通量辐射通量1111（3 3）辐射通量密度）辐射通量密度）辐射通量密度）辐射通量密度 E E：单位面积上的辐射通量称为辐射通量密度：单位面积上的辐射通量称为辐射通量密度：单位面积上的辐射通量称为辐射通量密度：单位面积上的辐射通量称为辐射通量密度：辐照度（辐照度（I）：被

8、辐射的物体表面单位面积上的辐射通量，记为:I=d /I=d /dSdS。辐射出射度辐射出射度(M)：温度为T的辐射源物体表面单位面积上的辐射通量，记为:M=d /M=d /dSdS。辐射通量密度辐射通量密度辐射通量密度辐射通量密度的的的的单位是瓦单位是瓦单位是瓦单位是瓦/米米米米 （W/mW/mW/mW/m ）2.1.2、电磁辐射的度量、电磁辐射的度量1212（4 4）辐射强度）辐射强度）辐射强度）辐射强度 辐射强度是描述点辐射源的辐射特性的，指在某一辐射强度是描述点辐射源的辐射特性的，指在某一辐射强度是描述点辐射源的辐射特性的，指在某一辐射强度是描述点辐射源的辐射特性的，指在某一方向上单位立

9、体角内的辐射通量：方向上单位立体角内的辐射通量：方向上单位立体角内的辐射通量：方向上单位立体角内的辐射通量：辐射强度：辐射强度：辐射强度：辐射强度：（I I）=d /d=d /d 辐射强度（辐射强度（辐射强度（辐射强度（I I）的）的）的）的单位是瓦单位是瓦单位是瓦单位是瓦/球面度（球面度（球面度（球面度（W/SrW/Sr）辐射强度辐射强度辐射强度辐射强度点辐射源点辐射源点辐射源点辐射源2.1.2、电磁辐射的度量、电磁辐射的度量1313（5 5）辐射率）辐射率）辐射率）辐射率 （亮度）（亮度）（亮度）（亮度）L L 面辐射源，在某一方向，单位投影表面、单位立体角内面辐射源，在某一方向，单位投影

10、表面、单位立体角内面辐射源，在某一方向，单位投影表面、单位立体角内面辐射源，在某一方向，单位投影表面、单位立体角内的辐射通量称为辐射率：的辐射通量称为辐射率：的辐射通量称为辐射率：的辐射通量称为辐射率：辐射率（辐射率（辐射率（辐射率（L L）的）的）的）的单位是瓦单位是瓦单位是瓦单位是瓦 /米米米米 球面度（球面度（球面度（球面度（W/mW/m SrSr）2.1.2、电磁辐射的度量、电磁辐射的度量1414辐辐辐辐 射射射射 度度度度 量量量量 一一一一 览览览览 表表表表辐射量辐射量辐射量辐射量符号符号符号符号定义定义定义定义单位单位单位单位辐射能量辐射能量辐射能量辐射能量E E焦耳焦耳焦耳焦

11、耳(J)(J)辐射通量辐射通量辐射通量辐射通量dE/dtdE/dt瓦瓦瓦瓦(W)(W)辐照度辐照度辐照度辐照度I Id /dSd /dS瓦瓦瓦瓦/米米米米(W/m(W/m)辐射出射度辐射出射度辐射出射度辐射出射度MMd /dSd /dS瓦瓦瓦瓦/米米米米(W/m(W/m)辐射强度辐射强度辐射强度辐射强度d /d d /d 瓦瓦瓦瓦/球面度球面度球面度球面度(W/Sr)(W/Sr)辐射亮度辐射亮度辐射亮度辐射亮度L L 2 2 /S S 瓦瓦瓦瓦/米米米米 球面度球面度球面度球面度(W/m(W/m Sr)Sr)固体或液体，在任何温度下都在发射各种波长的电磁波，固体或液体，在任何温度下都在发射各种

12、波长的电磁波，这种由于物体中的分子、原子受到激发而发射电磁波的现象这种由于物体中的分子、原子受到激发而发射电磁波的现象称为热辐射。所辐射电磁波的特征仅与温度有关。称为热辐射。所辐射电磁波的特征仅与温度有关。（1 1 1 1）热辐射现象）热辐射现象）热辐射现象）热辐射现象2.1.3、黑体辐射、黑体辐射 物体可辐射能量也可吸收能量，当辐射和吸收的能量恰物体可辐射能量也可吸收能量，当辐射和吸收的能量恰相等时称为相等时称为热平衡热平衡。此时物体温度恒定不变。此时物体温度恒定不变。单色辐出度单色辐出度单位时间、单位表面积、单位时间、单位表面积、上所辐射出的，单位波长上所辐射出的，单位波长间隔中的能量。间

13、隔中的能量。辐射出射度辐射出射度单位时间、单位表面积、单位时间、单位表面积、上所辐射出的各种波长上所辐射出的各种波长电磁波的能量。电磁波的能量。17172.1.3、黑体辐射、黑体辐射-绝对黑体绝对黑体能全部吸收各种波长的辐射能而不发生反射，折射和能全部吸收各种波长的辐射能而不发生反射，折射和透射的物体称为绝对黑体。简称黑体透射的物体称为绝对黑体。简称黑体 不透明的材料制成带小孔的的空腔不透明的材料制成带小孔的的空腔,可近似看作黑体。可近似看作黑体。黑体模型黑体模型 研究黑体辐射的规律是了研究黑体辐射的规律是了解一般物体热辐射性质的基解一般物体热辐射性质的基础。础。1818黑体辐射的三个特性：黑

14、体辐射的三个特性：（1 1 1 1）与曲线下的面积成正比的总辐射出射度）与曲线下的面积成正比的总辐射出射度）与曲线下的面积成正比的总辐射出射度）与曲线下的面积成正比的总辐射出射度M M M M是随温度是随温度是随温度是随温度T T T T的增加而迅速增加。的增加而迅速增加。的增加而迅速增加。的增加而迅速增加。总总辐射出射度辐射出射度辐射出射度辐射出射度M M可在从零到无穷大可在从零到无穷大的波长范围内对普朗克公式进行积分可得到。的波长范围内对普朗克公式进行积分可得到。M=T4为斯蒂芬一玻尔兹曼常数，=5.67 10-8W/m2K4。能量与绝对温度能量与绝对温度T的的4次方成正比。次方成正比。斯

15、蒂芬一玻尔兹曼定律（2 2 2 2）谱功率的峰值波长随温度的增加向短波方向移动。）谱功率的峰值波长随温度的增加向短波方向移动。）谱功率的峰值波长随温度的增加向短波方向移动。）谱功率的峰值波长随温度的增加向短波方向移动。维恩位移定律：确定辐射极大值所对应的波长确定辐射极大值所对应的波长K=2.898*10K=2.898*103 3umkumk2020瑞利-金斯定律 hc9999）来源于太阳）来源于太阳 太阳辐射太阳辐射:9 9%紫外线紫外线4 41 1%可见光可见光4949%红外线红外线24242.2 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2.2.1、太阳辐射、太阳辐射 太阳太阳太

16、阳太阳:是太阳系的中心天体，在太阳系空间，布满了从太阳发射是太阳系的中心天体，在太阳系空间，布满了从太阳发射是太阳系的中心天体，在太阳系空间，布满了从太阳发射是太阳系的中心天体，在太阳系空间，布满了从太阳发射的电磁波的全波辐射及粒子流，的电磁波的全波辐射及粒子流，的电磁波的全波辐射及粒子流，的电磁波的全波辐射及粒子流，地球上的能量主要来自太阳。地球上的能量主要来自太阳。地球上的能量主要来自太阳。地球上的能量主要来自太阳。太阳常数：太阳常数：太阳常数：太阳常数：不受大气影响，在距离太阳一个天文单位（日地不受大气影响，在距离太阳一个天文单位（日地不受大气影响，在距离太阳一个天文单位（日地不受大气影

17、响，在距离太阳一个天文单位（日地平均距离，平均距离，平均距离，平均距离，149,597,870*10149,597,870*10149,597,870*10149,597,870*103 3 3 3m m m m）的区域内，垂直于太阳辐射方）的区域内，垂直于太阳辐射方）的区域内，垂直于太阳辐射方）的区域内，垂直于太阳辐射方向上单位面积和单位时间黑体所接收到的太阳辐射能量。向上单位面积和单位时间黑体所接收到的太阳辐射能量。向上单位面积和单位时间黑体所接收到的太阳辐射能量。向上单位面积和单位时间黑体所接收到的太阳辐射能量。是在地球大气顶端接受的太阳能量，没有大气影响是在地球大气顶端接受的太阳能量，

18、没有大气影响是在地球大气顶端接受的太阳能量，没有大气影响是在地球大气顶端接受的太阳能量，没有大气影响I I I I=1.95 cal/cm=1.95 cal/cm=1.95 cal/cm=1.95 cal/cm2 2 2 2 minminminmin=1.360*10=1.360*10=1.360*10=1.360*103 3 3 3 W/mW/mW/mW/m2 2 2 225252.2 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2.2.2、大气吸收、大气吸收大气大气大气大气的垂直分层的垂直分层的垂直分层的垂直分层对流层：对流层：对流层：对流层：高度在高度在高度在高度在7 7 7 7

19、12 12 12 12 km,km,km,km,温度随高温度随高温度随高温度随高度而降低，天气变化频繁，航空遥感度而降低，天气变化频繁，航空遥感度而降低，天气变化频繁，航空遥感度而降低，天气变化频繁，航空遥感主要在该层内。主要在该层内。主要在该层内。主要在该层内。平流层：平流层：平流层：平流层：高度在高度在高度在高度在1212121250 50 50 50 kmkmkmkm，底部为底部为底部为底部为同温层（航空遥感活动层），同温层同温层（航空遥感活动层），同温层同温层（航空遥感活动层），同温层同温层（航空遥感活动层），同温层以上，温度由于臭氧层对紫外线的强以上，温度由于臭氧层对紫外线的强以上，

20、温度由于臭氧层对紫外线的强以上，温度由于臭氧层对紫外线的强吸收而逐渐升高。吸收而逐渐升高。吸收而逐渐升高。吸收而逐渐升高。电离层：电离层：电离层：电离层：高度在高度在高度在高度在505050501 000 1 000 1 000 1 000 kmkmkmkm，大气大气大气大气中的中的中的中的O O O O2 2 2 2、N N N N2 2 2 2受紫外线照射而电离，对受紫外线照射而电离，对受紫外线照射而电离，对受紫外线照射而电离，对遥感波段是透明的，是陆地卫星活动遥感波段是透明的，是陆地卫星活动遥感波段是透明的，是陆地卫星活动遥感波段是透明的，是陆地卫星活动空间。空间。空间。空间。大气外层：

21、大气外层：大气外层：大气外层：80080080080035 000 35 000 35 000 35 000 km,km,km,km,空气极空气极空气极空气极稀薄，对卫星基本上没有影响。稀薄，对卫星基本上没有影响。稀薄，对卫星基本上没有影响。稀薄，对卫星基本上没有影响。2626大气成分：大气成分：大气成分：大气成分：分子和其他微粒分子和其他微粒分子和其他微粒分子和其他微粒分子分子分子分子:氮和氧占氮和氧占99%99%，臭氧、二氧化碳、水分子及，臭氧、二氧化碳、水分子及其它（其它（N N2 2O,CHO,CH4 4,NH,NH3 3等）约占等）约占1%1%；颗粒：颗粒：烟、尘埃、雾、小水滴和烟、

22、尘埃、雾、小水滴和气溶胶气溶胶气溶胶气溶胶。气溶胶是。气溶胶是一种固体、液体的悬浮物，直径一种固体、液体的悬浮物，直径0.01-300.01-30 m m大气对太阳辐射的影响作用：大气对太阳辐射的影响作用：大气对太阳辐射的影响作用：大气对太阳辐射的影响作用：折射、反射、吸收、散射、透射折射、反射、吸收、散射、透射2.2 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2.2.2 大气吸收大气吸收 严重影响传感器对电磁辐射的探测，严重影响传感器对电磁辐射的探测，导致太阳辐射强度衰减导致太阳辐射强度衰减；吸收作用越强的波段，辐射强度衰减越大，甚至某些波段吸收作用越强的波段，辐射强度衰减越大，甚

23、至某些波段的电磁波完全不能通过大气。的电磁波完全不能通过大气。在太阳辐射到达地面时，形成了电磁波的某些吸收带。在太阳辐射到达地面时，形成了电磁波的某些吸收带。主要吸收带：主要吸收带：主要吸收带：主要吸收带：水：水：水：水：0.94 0.94 mm ，1.13 1.13 mm ，1.38 1.38 mm ，1.86 1.86 mm ，2.5-3.0 2.5-3.0 mm ，3.24 3.24 mm ，5-7 5-7 mm ，7.13 7.13 mm ，24 24 mm以上；以上；二氧化碳：二氧化碳：二氧化碳：二氧化碳：2.8 2.8 mm ，4.3 4.3 mm臭氧：臭氧：臭氧：臭氧：0.2-0

24、.32 0.2-0.32 mm ，0.6 0.6 mm ，9.6 9.6 mm氧气：氧气：氧气：氧气：0.2 0.2 mm ，0.6 0.6 mm ，0.76 0.76 mm2.2 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2.2.2 大气吸收大气吸收28282.2 2.2 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2.2.2、大气吸收、大气吸收主要吸收带：主要吸收带：主要吸收带：主要吸收带：水：水：水：水：0.94 0.94 mm ，1.13 1.13 mm ，1.38 1.38 mm ，1.86 1.86 mm ，2.5-3.0 2.5-3.0 mm ，3.24 3.2

25、4 mm ，5-7 5-7 mm ，7.13 7.13 mm ，24 24 mm以以上（微波）；上（微波）；二氧化碳：二氧化碳：二氧化碳：二氧化碳：2.8 2.8 mm ，4.3 4.3 mm臭氧：臭氧：臭氧：臭氧：0.2-0.32 0.2-0.32 mm ，0.6 0.6 mm ，9.6 9.6 mm氧气：氧气：氧气：氧气：0.2 0.2 mm ，0.6 0.6 mm ，0.76 0.76 mm29292.2 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2.2.3 大气大气散射散射散射：散射：散射：散射：辐射在传播过程中遇到小微粒而使传播方向改变，并辐射在传播过程中遇到小微粒而使传播

26、方向改变，并辐射在传播过程中遇到小微粒而使传播方向改变，并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。其实质是电磁波的衍射。向各个方向散开。其实质是电磁波的衍射。向各个方向散开。其实质是电磁波的衍射。向各个方向散开。其实质是电磁波的衍射。由于粒子的散射作用使电磁波在原传播方向上的辐射由于粒子的散射作用使电磁波在原传播方向上的辐射由于粒子的散射作用使电磁波在原传播方向上的辐射由于粒子的散射作用使电磁波在原传播方向上的辐射强度减弱，增加了向其它各方向的辐射。强度减弱，增加了向其它各方向的辐射。强度减弱，增加了向其它各方向的辐射。强度减弱，增加了向其它各方向的辐射。三种散射类型：三

27、种散射类型：三种散射类型：三种散射类型：瑞利散射瑞利散射瑞利散射瑞利散射 米氏散射米氏散射米氏散射米氏散射 无选择性散射无选择性散射无选择性散射无选择性散射(均匀散射）均匀散射）均匀散射）均匀散射）散射类型与以下因素有关：散射类型与以下因素有关：散射类型与以下因素有关：散射类型与以下因素有关：入射电磁波的入射电磁波的波长；波长；波长；波长；气体分子、颗粒和水滴的气体分子、颗粒和水滴的大小大小大小大小30302.2.3、大气散射、大气散射（1 1）瑞利散射（）瑞利散射（）瑞利散射（）瑞利散射（Rayleigh scattering Rayleigh scattering）条件：条件：条件：条件：

28、粒子直径比波长小很多粒子直径比波长小很多；由大气中原子、分子，如氮、二氧化碳、臭氧和氧分子等引起；由大气中原子、分子，如氮、二氧化碳、臭氧和氧分子等引起；特点：特点：特点：特点：散射强度与波长的四次方成反比，即散射强度与波长的四次方成反比，即 I I-4-4 （2 2 2 2）米氏散射）米氏散射）米氏散射）米氏散射(Mie scattering)(Mie scattering)(Mie scattering)(Mie scattering)粒子粒子直径与辐射的波长相当直径与辐射的波长相当。米氏散射的散射强度与波长的二米氏散射的散射强度与波长的二次方成反比，次方成反比，即即 I I-2 2313

29、1（3 3 3 3）无选择性散射）无选择性散射）无选择性散射）无选择性散射(Non-selective scattering)(Non-selective scattering)(Non-selective scattering)(Non-selective scattering)发生在大气粒子的直径比波长大得多时。散射的特点是发生在大气粒子的直径比波长大得多时。散射的特点是散射强度与波长无关，任何波长的散射强度相同散射强度与波长无关，任何波长的散射强度相同2.2.3、大气散射、大气散射3232散散散散射射射射强强强强度度度度与与与与波波波波长长长长密密密密切切切切相相相相关关关关。在在大大气

30、气状状况况相相同同时时，同同时时会会出出现现各各种种类类型的散射。型的散射。对对于于大大气气分分子子、原原子子引引起起的的瑞瑞利利散散射射主主要要发发生生在在可可见见光光和和近近红红外外波波段段。波波长长超超过过1 1 m m 后后，瑞瑞利利散散射射的的影影响响大大大大减减弱弱，而而米米氏氏散散射射的的影影响逐渐超过瑞利散射。响逐渐超过瑞利散射。大大气气中中的的云云层层、小小雨雨滴滴等等，由由于于直直径径较较大大，对对不不同同波波长长产产生生不不同同散散射射作作用用。对对于于可可见见光光而而言言只只有有无无选选择择性性散散射射发发生生 ,云云层层越越厚厚无无选选择择散射越强。散射越强。云雾对红

31、外线（云雾对红外线（0.76-15 0.76-15 mm ）的散射主要氏米氏散射）的散射主要氏米氏散射；2.2.3、大气散射、大气散射3333（1 1 1 1）大气折射）大气折射）大气折射）大气折射 电磁波穿过大气层时，会产生传播电磁波穿过大气层时，会产生传播方向改变，即折射现象。方向改变，即折射现象。大气密度越大，折射率越大；离地大气密度越大，折射率越大；离地面高度越大，空气越稀薄，折射率越小。面高度越大，空气越稀薄，折射率越小。地面接收的电磁波方向与实际太阳地面接收的电磁波方向与实际太阳辐射方向偏离了一个角度，称为折射值。辐射方向偏离了一个角度，称为折射值。2.2 2.2 太阳辐射及大气对

32、辐射的影响太阳辐射及大气对辐射的影响2.2.4、大气窗口及透射分析、大气窗口及透射分析3535（2）大气的反射）大气的反射 主要发生在云层顶部取决于云量和云雾，主要发生在云层顶部取决于云量和云雾，且波段不同大气影响不同，削弱了电磁波强度。且波段不同大气影响不同，削弱了电磁波强度。2.2 2.2 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2.2.4、大气窗口及透射分析、大气窗口及透射分析36360.3-1.3m0.3-1.3m：即紫外、可见光、近红外波段。这一波段是摄影成像的最佳即紫外、可见光、近红外波段。这一波段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波段，也是许多

33、卫星传感器扫描成像的常用波段。1.5-1.8m,1.5-1.8m,2.0-3.5m2.0-3.5m：即即近近、短短波波、中中红红外外波波段段，在在白白天天日日照照条条件件好好的的时候扫描成像常用这些时候扫描成像常用这些波段。波段。主要的大气窗口光谱段主要的大气窗口光谱段2.2 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37373.5-5.5m3.5-5.5m：即即中红外波段，物体的热辐射较强中红外波段，物体的热辐射较强。8-14m8-14m：即即远远红红外外波波段段。主主要要来来自自物物体体热热辐辐射射的的能能量量，适适于于夜夜间间成成像像，测量探测目标的地物温度。测量探测目标的地物

34、温度。0.8-2.5cm0.8-2.5cm：至至更更长长,即即微微波波波波段段，由由于于微微波波穿穿云云透透雾雾的的能能力力，这这一一区区间间可可以全天候工作以全天候工作。主要的大气窗口光谱段主要的大气窗口光谱段主要的大气窗口光谱段主要的大气窗口光谱段2.2 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38382.3 地球的辐射与地物波谱2.3.3、地物反射波谱特征、地物反射波谱特征反射率：反射率：反射率：反射率：反射能量与总入射能量的百分比反射能量与总入射能量的百分比=（P P/P/P0 0）*100%100%反射率大小与物体本身的性质和表面状况、波长、入射反射率大小与物体本身的性质

35、和表面状况、波长、入射角等有关角等有关三种反射状况三种反射状况三种反射状况三种反射状况：镜面反射、漫反射、方向反射镜面反射、漫反射、方向反射镜面反射、漫反射、方向反射镜面反射、漫反射、方向反射朗伯面：朗伯面：朗伯面：朗伯面：对于漫反射面，当入射照度一定时，从任何角对于漫反射面，当入射照度一定时，从任何角度观察反射面，其反射亮度是一个常数，这种反射面称度观察反射面，其反射亮度是一个常数，这种反射面称朗伯面朗伯面朗伯面朗伯面实际物体多数为方向反射，介于镜面和朗伯面间。实际物体多数为方向反射，介于镜面和朗伯面间。实际物体多数为方向反射，介于镜面和朗伯面间。实际物体多数为方向反射，介于镜面和朗伯面间。

36、39392.3 地球的辐射与地物波谱地球的辐射与地物波谱2.3.3、地物反射波谱特征、地物反射波谱特征 实际物体的反射，介于镜面反射和漫反射之间。在入射辐照度相同时，实际物体的反射，介于镜面反射和漫反射之间。在入射辐照度相同时，反射辐射亮度的大小既与入射方位角和天顶角有关，也与反射方向的方位反射辐射亮度的大小既与入射方位角和天顶角有关，也与反射方向的方位角与天顶角有关。角与天顶角有关。入射辐照度入射辐照度I Ii i由两部分组成，一部分是太阳的直接辐射，其辐照度大小与太由两部分组成，一部分是太阳的直接辐射，其辐照度大小与太阳天顶角阳天顶角i i和日地距离和日地距离D D有关；另一部分是太阳辐射

37、经过大气散射后又漫入射到有关；另一部分是太阳辐射经过大气散射后又漫入射到地面的部分，其辐照度与入射角无关。地面的部分，其辐照度与入射角无关。40402.3 地球的辐射与地物波谱地球的辐射与地物波谱2.3.3、地物反射波谱特征、地物反射波谱特征 反射波谱：反射波谱：反射波谱：反射波谱：研究地物反射率随波长的变化规律来识别地物研究地物反射率随波长的变化规律来识别地物研究地物反射率随波长的变化规律来识别地物研究地物反射率随波长的变化规律来识别地物 地物反射曲线的形态相差很大，表明反射率随波长变化的规律不同地物反射曲线的形态相差很大，表明反射率随波长变化的规律不同图：植被、水体、干的土壤图：植被、水体

38、、干的土壤41412.3.3、地物反射波谱特征、地物反射波谱特征2.3 地球的辐射与地物波谱2.3.3、地物反射波谱特征、地物反射波谱特征植被植被植被植被的光谱曲线：的光谱曲线：0.4-0.760.4-0.76 m:m:有一个小的反射峰，位于绿色有一个小的反射峰，位于绿色波段（波段（0.55 0.55 m m），两边（蓝、红）为吸收带），两边（蓝、红）为吸收带（凹谷）（凹谷）0.76-1.3 0.76-1.3 m:m:高反射，在高反射，在0.7 0.7 mm处反射率迅处反射率迅速增大，至速增大，至1.11.1处有峰值处有峰值1.3-2.5 1.3-2.5 m:m:受植物含水量影响，吸收率增加，

39、受植物含水量影响，吸收率增加，反射率下降，形成几个低谷反射率下降，形成几个低谷43432.3.3、地物反射波谱特征、地物反射波谱特征水体的光谱反射特性水体的光谱反射特性蓝、绿波段为反射带蓝、绿波段为反射带近、中红外波段为完全吸收带近、中红外波段为完全吸收带44442.3.3、地物反射波谱特征、地物反射波谱特征不同叶绿素含量时水体的波谱曲线不同叶绿素含量时水体的波谱曲线不同叶绿素含量时水体的波谱曲线不同叶绿素含量时水体的波谱曲线45452.3 2.3 地球的辐射与地物波谱地球的辐射与地物波谱2.3.3、地物反射波谱特征、地物反射波谱特征土壤土壤土壤土壤：没有明显的波峰波谷：没有明显的波峰波谷 土

40、质越细反射率土质越细反射率越高，有机质含量越越高，有机质含量越高含水量越高，反射高含水量越高，反射率越低。率越低。4646城市道路、建筑物的反射波谱特性曲线在城市遥感影像中，通常看到建筑物的顶部、部在城市遥感影像中，通常看到建筑物的顶部、部分建筑物的侧面、无植被覆盖的道路分建筑物的侧面、无植被覆盖的道路建筑材料各不相同建筑材料各不相同城市道路、建筑物的反射波谱特性曲线城市道路、建筑物的光谱反射特性城市道路、建筑物的光谱反射特性红外波段较可见光波段反射强红外波段较可见光波段反射强石棉瓦较其他材料反射强石棉瓦较其他材料反射强沥青较其他材料反射弱沥青较其他材料反射弱49492.3.32.3.3、地物

41、反射波谱特征、地物反射波谱特征、地物反射波谱特征、地物反射波谱特征岩石：岩石：岩石：岩石：形态各异，没有统一的变化规律，反射波谱曲线受下列影响：形态各异，没有统一的变化规律，反射波谱曲线受下列影响：形态各异，没有统一的变化规律，反射波谱曲线受下列影响：形态各异，没有统一的变化规律，反射波谱曲线受下列影响：矿物成分矿物成分矿物成分矿物成分 矿物含量矿物含量矿物含量矿物含量 风化程度风化程度风化程度风化程度 含水状况含水状况含水状况含水状况 颗粒大小颗粒大小颗粒大小颗粒大小 表面光滑程度表面光滑程度表面光滑程度表面光滑程度 色泽等影响色泽等影响色泽等影响色泽等影响5050问题问题：同同同同 谱谱谱谱 异异异异 物物物物 同同同同 物物物物 异异异异 谱谱谱谱