定量遥感_第1张_绪论

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1、定量遥感主讲人：鲁蕾兰州大学资源环境学院QuantitativeRemoteSensingofLandSurfaces第一章绪论Chapter1Introduction什么是遥感？遥感（RemoteSensing）——遥远的感知最基本：眼睛、耳朵照相机、气球摄影人造卫星、遥感学科遥感是以电磁波与地球表面物质相互作用为基础，探测、分析和研究地球资源与环境，揭示地球表面各要素的空间分布特征与时空变化规律的一门科学技术。遥感的优势•提供全球三维同步或准三维同步观测数据，为地球系统科学的形成提供了新的技术手段•

2、为检验地球系统科学模拟的真伪提供最直接、最生动的景观图象•彻底改变了地球科学中传统的点测量状况，代之以从象元到象元的信息获取方式遥感：全球、重复、面状、数据信息用于地球系统科学建模、反演、验证遥感应用是推动遥感发展的原动力城市规划自然环境农业资源气象遥感的主要任务(徐希孺，2007；李小文，2005)反照率地表温度叶面积指数叶绿素含量土壤水分含量地表蒸发分类参数反演基于地表目标漫反射的假定，对获取的数据作一些简单校正后利用地面目标的光谱特性作有监督或无监督的最大似然率分类，或经验判读。定量化干旱地区缺水

3、状况区域生物碳循环数值天气预报全球变化作物受胁状况及估产强烈需求有力推动遥感反演什么是反演？（梁顺林，2011）定量遥感面临的基本理论问题建模与反演二向性反射模型（可见光、热红外、微波，陆面与海面）混合像元分解与信息融合大气效应纠正尺度效应（空间上的延伸）和数据同化（时间上的延伸）课程内容大气短波辐射传输建模植被冠层反射模型土壤和雪的反射模型卫星遥感辐射定标光学图像的大气纠正地形校正方法地表生物物理量的估计地面辐射平衡估算-宽波段的反照率地表辐射平衡估算-长波四维数据同化真实性检验与空间尺度转换基本概念

4、电磁波与电磁波谱电磁辐射黑体辐射大气层顶太阳辐照度二向反射与反照率绪论电磁波与电磁波谱电磁波的概念：交互变化的电磁场在空间的传播电磁波与电磁波谱特征电磁波是横波电磁波在真空中以光速传播，满足：电磁波具有波粒二象性：反射、折射、吸收、透射、散射特性。电磁波与电磁波谱电磁波谱概念：按电磁波波长的长短（频率的高低），依次排列制成的图表叫电磁波谱。按波长由短向长排列依次为：γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、微波、无线电波高电磁波能量低0.4-14μm基本概念电磁波与电磁波谱电磁辐射黑体辐射大气层顶太阳辐照

5、度二向反射与反照率电磁辐射辐射源：太阳地球大气Atmosphere电磁辐射辐射能量电磁辐射源以电磁波的形式向外传送能量，常用Q表示，单位为焦耳（J）辐射通量（Radiantflux）单位时间内通过某一表面的辐射能量，常用φ表示，单位为瓦（W）辐射出射度（Radiantexitance）又称辐射通量密度，指面辐射源在单位时间内，从单位面积上辐射出的辐射能量，常用M表示，单位为瓦/米2（W•m-2）电磁辐射辐射照度（Irradiance）简称辐照度，指面辐射源在单位时间内，从单位面积上接收的辐射能量，即照射

6、到物体单位面积上的辐射通量，常用E表示，单位为瓦/米2（W•m-2）辐射强度（Radiantintensity）指点辐射源在单位立体角、单位时间内，向某一方向发出的辐射能量，即点辐射源在单位立体角内发出的辐射通量，常用I表示，单位为瓦/球面度（W•sr-1）电磁辐射辐射亮度（Radiance）简称辐亮度，指面辐射源在单位立体角、单位时间内，在某一垂直于辐射方向单位面积（法向面积）上辐射出的辐射能量，即辐射源在单位投影面积上、单位立体角内的辐射通量，常用L表示，单位为瓦/米2•球面度（W•m-2sr-1）

7、亮度L面辐射源θ立体角ΩA电磁辐射光谱辐射亮度（Radiance）指单位立体角，单位面积上和在单位波长上的辐射通量。数字值（Digitalnumber，DN）波长：（）波数：（）思考作业题：请写出光谱辐射亮度的公式，并分别给出其波长形式和波数形式的光谱辐亮度单位及单位之间的转换关系。电磁辐射立体角（Solidangle）锥体所拦截的球面积A与半径r的平方之比电磁辐射辐射照度如果辐射与方向无关（各向同性）基本概念电磁波与电磁波谱电磁辐射黑体辐射大气层顶太阳辐照度二向反射与反照率黑体辐射绝对黑体对任何波长的

8、电磁辐射都全部吸收的物体，满足：吸收率：反射率：黑体辐射几个重要定律：MaxPlanck(1858-1947)普朗克公式斯忒藩-玻尔兹曼定律黑体辐射维恩位移定律：黑体辐射实际物体的辐射基尔霍夫定律在一定温度下，任何物体的辐射出射度与其吸收率的比值是一个普适函数，只与温度和波长有关，与物体性质无关比辐射率实际物体的辐射出射度与相同温度下黑体的辐射出射度之比基尔霍夫定律是把实际物体与理想黑体联系的桥梁黑体辐射辐射温度-亮度温度-真实温度辐射温度