第二章电磁波谱与地物波谱特征ppt课件.ppt

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1、本章提要2.1电磁波与电磁波谱2.2太阳辐射及大气对辐射的影响2.3地球的辐射与地物波谱第二章电磁辐射与地物光谱特征本章主要介绍遥感的物理基础，包括电磁波特性、太阳辐射、大气对太阳辐射的影响、地物反射波谱特征与测量。2.1电磁波与电磁波谱2.1.1电磁波2.1.2电磁波谱2.1.3遥感应用电磁波段2.1.4黑体辐射2.1.1电磁波波：振动的传播成为波。电磁波：电磁振动的传播。描述电磁波特性的指标：波长、频率、振幅等。2.1.1电磁波电磁波的特性电磁波是横波；在真空中以光速传播，速度为3×108m/s；在传播过程中伴有反射、折

2、射、吸收、透射和散射等现象。电磁波谱示图2.1.2电磁波谱电磁波谱：按电磁波在真空中传播的波长或频率，递增或递减依次排列制成的图表叫电磁波谱。该波谱以频率从高到低排列，可划分为γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、微波、无线电波。在遥感中较多使用的是可见光、红外和微波波段。遥感应用各电磁波波长2.1.3遥感应用电磁波段2.1.3遥感应用电磁波段互补光：如果某两种相对应颜色的光按一定比例混合，可以成为白光，那么这两种色光就称为互补色光。色环图中直径两端的颜色为互补色。紫外线波长范围为0.01-0.4μm。太阳辐射含有紫外线，

3、通过大气层时，波长短于0.3μm的能量几乎都被吸收，只有0.3-0.4μm波长到达地面。紫外线强烈作用于皮肤时，皮肤上出现红斑、痒、水疱、水肿、眼痛等，使皮肤老化产生皱纹、斑点，严重的还可引起皮肤癌。只要不接收过量的紫外线，对人体是有益无害的，还可以帮助身体促进钙的吸收，在日常生活中对灭虫杀菌有一定的作用。2.1.3遥感应用电磁波段2.1.3遥感应用电磁波段波长范围从0.38-0.76μm。它由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫色光组成。人眼对可见光有敏锐的感觉，不仅对可见光的全色光，而且对不同波段的单色光，也都具有敏锐的分辨能力，

4、其中对0.55μm最敏感，所以可见光是作为鉴别物质特征的主要波段。2.1.3遥感应用电磁波段可见光2.1.3遥感应用电磁波段波长范围为0.76—1000μm，分为：近红外（0.76-3.0μm）中红外（3.0-6.0μm）远红外（6.0-15.0μm）超远红外（15-1000μm）近红外在性质上与可见光相似，所以又称为光红外。中红外、远红外和超远红外是产生热感的原因，所以又称为热红外。应用实例：红外线夜视仪，监控设备，宾馆的房门卡，汽车、电视机的遥控器、洗手池的红外感应，饭店门前的感应门等。2.1.3遥感应用电磁波段红外线微

5、波的波长范围1mm-lm。微波遥感是借助微波散射现象来探测地物的性质。穿透性好，基本不受云雾影响。微波2.1.3遥感应用电磁波段微波遥感特性：能全天候、全天时工作；对某些地物具有特殊的波谱特征；对冰、雪、森林、土壤等具有一定穿透能力；对海洋遥感具有特殊意义；分辨率较低，但特征明显。这一特性可以用来探测隐藏在林下的地形、地质构造、军事目标以及埋藏在地下的工程、矿藏、地下水等。微波对于海水特别敏感，其波长很适合于海面动态情况（海面风、海浪等）的观测。主要是由于其波长较长，衍射现象显著的缘故。对干沙可以穿透几十米，对冰层能穿透10

6、0m左右2.1.3遥感应用电磁波段雷达是有源传感器（自己提供照射）并不依赖于日光。在汶川地震遥感监测中，高分辨率SAR发挥了重要作用。在5月13日至5月15日，灾区一直是阴雨天，光学遥感（卫星和航空）都无法得到图像，通讯也基本中断，5月13日日本方面ALOSPALSAR首先获得ScanSAR模式的图像，但是分辨率为100m，无法应用；意大利的COSMOSkyMed首先得到都江堰3m和1m分辨率的SAR图像；5月14日我国的遥感1号得到分辨率为5m的灾区SAR图像。在2008春节期间我国南方地区的冰雪灾害过程中，在历次洪涝灾害

7、过程中，在我国南方地区农作物生长的关键时刻，经常是阴云密布，或大雨滂沱，只有SAR能够工作得到遥感图像。绝对黑体（blackbody）如果一个物体对于任何波长的电磁辐射都全部吸收，即吸收率α=1，则这种物体称为绝对黑体，或简称黑体。一般物体收到辐射时，对辐射能量总是有吸收、反射。吸收部分占总能量的份额称为吸收率，其值在0-1之间。黑颜色的物体吸收能力大于白颜色的物体，吸收系数也比较大。如黑色的煤烟，其吸收系数接近99%，被认为是最接近绝对黑体的自然物质。恒星和太阳的辐射也被看做是接近黑体辐射的辐射源。但实际上自然界并不存在绝

8、对黑体。2.1.4黑体辐射2.2太阳辐射及大气对辐射的影响2.2.1太阳辐射2.2.2大气吸收2.2.3大气散射2.2.4大气窗口太阳是被动遥感最主要的辐射源。2.2.1太阳辐射0太阳光谱曲线从太阳光谱曲线可看出：到达地面的太阳辐射包括近紫外、可见光和红外；太阳辐射的光谱是连续光谱；太阳辐