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1、第二章遙感的物理基礎本章主要內容電磁波與電磁波譜地物的光譜特性大氣和環(huán)境對遙感的影響第一節(jié)電磁波與電磁波譜電磁波及其特性電磁波譜電磁輻射源一、電磁波及其特性波的概念：波是振動在空間的傳播。機械波：聲波、水波和地震波電磁波（ElectroMagneticSpectrum)由振源發(fā)出的電磁振蕩在空氣中傳播。演示電磁波是通過電場和磁場之間相互聯(lián)系傳播的：原理電磁輻射:這種電磁能量的傳遞過程（包括輻射、吸收、反射和透射）稱為電磁輻射。電磁波的特性電磁波是橫波在真空中以光速傳播電磁波具有波粒二象性：電磁波在

2、傳播過程中，主要表現(xiàn)為波動性；在與物質相互作用時，主要表現(xiàn)為粒子性，這就是電磁波的波粒二象性。波動性：電磁波是以波動的形式在空間傳播的，因此具有波動性粒子性：它是由密集的光子微粒組成的，電磁輻射的實質是光子微粒的有規(guī)律的運動。電磁波的粒子性，使得電磁輻射的能量具有統(tǒng)計性波粒二象性的程度與電磁波的波長有關：波長愈短，輻射的粒子性愈明顯；波長愈長，輻射的波動特性愈明顯。二、電磁波譜電磁波譜：將各種電磁波在真空中的波長按其長短，依次排列制成的圖表。在電磁波譜中，波長最長的是無線電波，其按波長可分為長波、

3、中波、短波和微波。波長最短的是γ射線電磁波的波長不同，是因為產(chǎn)生它的波源不同。2、遙感常用的電磁波波段的特性TheElectromagneticSpectrumMorethanmeetstheeye!ExamplesfromSpace!WavelengthThedistancefromonewavecresttothenextRadiowaveshavelongestwavelengthandGammarayshaveshortest!WavelengthUnitsMetersMorecommon

4、lyinnanometers(1nm=10-9meters)AngstromsstillusedNamedforSwedishAstronomerwhofirstnamedthesewavelengths1nanometer=10AoSpeedoflight=wavelength(l)xfrequency=3x108m/sinvacuumWavenumber=1/wavelength(cm-1)FrequencyinGHz(1Hz=sec–1)LanguageoftheEnergyCycle:T

5、heElectromagneticSpectrumEnergyWavelengthlSolarSpectrum=Shortwavespectrum=visiblespectrum:Sunat6000K;peakemissionat0.5mmEarthSpectrumIncomingfromSun:Highenergy,shortwavelengthOutgoingfromEarthLowenergyLongwavelength0.5mm10mm20mmElectromagneticSpectrum

6、HighenergyShortwavelength/highfrequencyEmittedathighTSunEarth紫外線(UV)：0.01-0.4μm，碳酸鹽巖分布、水面油污染?？梢姽猓?.4-0.76μm，鑒別物質特征的主要波段；是遙感最常用的波段。紅外線(IR)：0.76-1000μm。近紅外0.76-3.0μm’中紅外3.0-6.0μm；遠紅外6.0-15.0μm；超遠紅外15-1000μm。（近紅外又稱光紅外或反射紅外；中紅外和遠紅外又稱熱紅外。微波：1mm-1m。全天候遙感；有主

7、動與被動之分；具有穿透能力；發(fā)展?jié)摿Υ蟆?、遙感常用的電磁波波段的特性三、電磁輻射源自然輻射源太陽輻射：是可見光和近紅外的主要輻射源；常用5900的黑體輻射來模擬；其輻射波長范圍極大；輻射能量集中-短波輻射。大氣層對太陽輻射的吸收、反射和散射。地球的電磁輻射：小于3μm的波長主要是太陽輻射的能量；大于6μm的波長，主要是地物本身的熱輻射；3-6μm之間，太陽和地球的熱輻射都要考慮。太陽常數(shù)：指不受大氣影響，在距離太陽一個天文單位內，垂直于太陽輻射的方向上，單位面積單位時間黑體所接收的太陽輻射能量太

8、陽輻射太陽輻射照度分布曲線太陽與地球輻射的電磁波譜人工輻射源：主動式遙感的輻射源。雷達探測。分為微波雷達和激光雷達。微波輻射源：0.8-30cm激光輻射源：激光雷達—測定衛(wèi)星的位置、高度、速度、測量地形等。地球輻射的分段特性第二節(jié)地物的光譜特性任何地物都有自身的電磁輻射規(guī)律，如反射、發(fā)射、吸收電磁波的特性。少數(shù)還有透射電磁波的特性。地物的這種特性稱為：地物的光譜特性。地物的反射率、吸收率和透射率對于某波段反射率高的地物，其吸收率就低，即為弱輻射體；反之，吸收率高的地物，其反射率就低