《電磁波譜與地物波譜特征》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。

1、第二章電磁輻射與地物光譜特征本章提要(…)§1遙感的電磁波原理§2太陽(yáng)輻射§3太陽(yáng)輻射與大氣的作用§4太陽(yáng)輻射與地物的作用§5地物的熱輻射§6微波與地物的作用§7各典型地物的光譜曲線本章主要介紹遙感的物理基礎(chǔ)，包括地物的電磁波特性、太陽(yáng)輻射、大氣對(duì)太陽(yáng)輻射的影響、大氣窗口的概念、地物反射太陽(yáng)光譜的特性、地物的熱輻射、地物與微波的作用機(jī)理。返回下一章電磁波交互變化的電磁場(chǎng)在空間的傳播。描述電磁波特性的指標(biāo)波長(zhǎng)、頻率、振幅、位相等。電磁波的特性電磁波是橫波，傳播速度為3×108m/s，不需要媒質(zhì)也能傳播，與物質(zhì)發(fā)生作用時(shí)會(huì)有反射、吸收、透射、散射等，并遵循同一規(guī)律

2、?！?遙感的電磁波原理Tobecontinued…電磁波譜按電磁波波長(zhǎng)的長(zhǎng)短，依次排列制成的圖表叫電磁波譜。依次為：γ射線—X射線—紫外線—可見(jiàn)光—紅外線—微波—無(wú)線電波。電磁波譜示圖Tobecontinued…§1遙感的電磁波原理紫外線：波長(zhǎng)范圍為0.01～0.38μm，太陽(yáng)光譜中，只有0.3～0.38μm波長(zhǎng)的光到達(dá)地面，對(duì)油污染敏感，但探測(cè)高度在2000m以下?？梢?jiàn)光：波長(zhǎng)范圍：0.38～0.76μm，人眼對(duì)可見(jiàn)光有敏銳的感覺(jué)，是遙感技術(shù)應(yīng)用中的重要波段。紅外線：波長(zhǎng)范圍為0.76～1000μm，根據(jù)性質(zhì)分為近紅外、中紅外、遠(yuǎn)紅外和超遠(yuǎn)紅外。微波：波長(zhǎng)范

3、圍為1mm～1m，穿透性好，不受云霧的影響。遙感應(yīng)用的電磁波波譜段本節(jié)結(jié)束返回下一節(jié)太陽(yáng)輻射：太陽(yáng)是遙感主要的輻射源，又叫太陽(yáng)光，在大氣上界和海平面測(cè)得的太陽(yáng)輻射曲線如圖所示。從太陽(yáng)光譜曲線可以看出(…)：§2太陽(yáng)輻射太陽(yáng)光譜相當(dāng)于6000K的黑體輻射；太陽(yáng)輻射的能量主要集中在可見(jiàn)光，其中0.38～0.76μm的可見(jiàn)光能量占太陽(yáng)輻射總能量的46%，最大輻射強(qiáng)度位于波長(zhǎng)0.47μm左右；到達(dá)地面的太陽(yáng)輻射主要集中在0.3～3.0μm波段，包括近紫外、可見(jiàn)光、近紅外和中紅外；經(jīng)過(guò)大氣層的太陽(yáng)輻射有很大的衰減；各波段的衰減是不均衡的。本節(jié)結(jié)束返回下一節(jié)§3太陽(yáng)輻射與

4、大氣的作用一、大氣結(jié)構(gòu)二、大氣成分三、大氣吸收作用四、大氣散射作用五、大氣窗口本節(jié)結(jié)束返回下一節(jié)一、大氣結(jié)構(gòu)一般認(rèn)為大氣厚度1000km，且在垂直方向自下而上可分為對(duì)流層、平流層、中流層、熱層（增溫層），熱層再往上就是接近大氣層外的頂部空間，也稱(chēng)為散逸層。二、大氣成分大氣主要成分為分子和其他微粒。三、大氣吸收作用太陽(yáng)輻射穿過(guò)大氣層時(shí)，大氣分子對(duì)電磁波的某些波段有吸收作用。吸收作用使輻射能量轉(zhuǎn)變?yōu)榉肿拥膬?nèi)能，從而引起這些波段太陽(yáng)輻射強(qiáng)度的哀減，甚至某些波段的電磁波完全不能通過(guò)大氣。大氣吸收譜四、大氣散射作用輻射在傳播過(guò)程中遇到小微粒而使傳播方向改變。并向各個(gè)方向

5、散開(kāi)，稱(chēng)散射。散射使原傳播方向的輻射強(qiáng)度減弱，而增加向其他各方向的輻射。散射現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是電磁波在傳輸中遇到大氣微粒而產(chǎn)生的一種衍射現(xiàn)象。因此，這種現(xiàn)象只有當(dāng)大氣中的分子或其他微粒的直徑小于或相當(dāng)于輻射波長(zhǎng)時(shí)才發(fā)生。大氣散射有三種情況：瑞利散射：大氣粒子的直徑遠(yuǎn)小于波長(zhǎng)時(shí)發(fā)生米氏散射：大氣粒子的直徑與波長(zhǎng)相當(dāng)時(shí)發(fā)生無(wú)選擇散射：當(dāng)大氣中粒子的直徑比波長(zhǎng)大得多時(shí)發(fā)生的散射。五、大氣窗口折射改變了太陽(yáng)輻射的方向，并不改變太陽(yáng)輻射的強(qiáng)度。因此，就輻射強(qiáng)度而言，太陽(yáng)輻射經(jīng)過(guò)大氣傳輸后，主要是反射、吸收和散射的共同影響衰減了輻射強(qiáng)度，剩余部分即為透過(guò)的部分。對(duì)遙感傳感器而言

6、，只能選擇透過(guò)率高的波段，才對(duì)觀測(cè)有意義。通常把電磁波通過(guò)大氣層時(shí)較少被反射、吸收或散射的，透過(guò)率較高的波段稱(chēng)為大氣窗口。大氣窗口的光譜波段主要有：0.3～1.15um，即紫外、可見(jiàn)光、近紅外波段1.3～2.5um和3.5～5.0um，即近、中紅外波段3.5～5.5um，即中紅外波段，該波段除通透反射光外，也通透地面物體自身發(fā)射的熱輻射能量；8～14um，即遠(yuǎn)紅外波段，主要通透來(lái)自地物輻射的能量，適于夜間成像；0.8～2.5cm，即微波波段，這一區(qū)間可以全天候觀測(cè)，而且是主動(dòng)遙感方式，如側(cè)視雷達(dá)。太陽(yáng)輻射與地表的相互作用(…)地物的反射率(…)漫反射(…)鏡面

7、反射(…)§4太陽(yáng)輻射與地物的作用太陽(yáng)輻射到達(dá)地表后，一部分反射，一部分吸收，一部分透射，即：到達(dá)地面的太陽(yáng)輻射能量＝反射能量＋吸收能量＋透射能量地表反射的太陽(yáng)輻射成為遙感記錄的主要輻射能量。一般而言，絕大多數(shù)物體對(duì)可見(jiàn)光都不具備透射能力，而有些物體如水，對(duì)一定波長(zhǎng)的電磁波則透射能力較強(qiáng)，特別是0.45~0.56μm的藍(lán)綠光波段。一般水體的透射深度可達(dá)10～20m，清澈水體可達(dá)100m的深度。地表吸收太陽(yáng)輻射后具有約300K的溫度，從而形成自身的熱輻射，其峰值波長(zhǎng)為9.66μm，主要集中在長(zhǎng)波，即6μm以上的熱紅外區(qū)段。反射率（ρ）：地物的反射能量與入射總能量

8、的比，即ρ=(Pρ/P0)×100%。