最新第二章电磁辐射与地物光谱特征ppt课件.ppt

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1、第二章电磁辐射与地物光谱特征纵波：质点的振动方向与波的传播方向相同。如声波。电磁波一定是横波，机械波却可以是横波也可以是纵波。数字图像电磁波性质（1）共同性①是横波；②在真空中以光速传播；③满足f•λ=c和Ε=h•f；④电磁波具有波粒二象性;电磁波在传播过程中，主要表现为波动性；在与物质相互作用时，主要表现为粒子性，这就是电磁波的波粒二象性。粒子性：它是由密集的光子微粒组成的，电磁辐射的实质是光子微粒的有规律的运动。电磁波的粒子性，使得电磁辐射的能量具有统计性。波动性：电磁波是以波动的形式在空间传播的，因此具有波动性。Thedistancefromonewavecresttothenext

2、.RadiowaveshavelongestwavelengthandGammarayshaveshortest!1nm=10Ao.EnergyWavelengthl1nm=10-9metersSpeedoflight=wavelength(λ)*frequency=3x108m/s（invacuum）.FrequencyinGHz(1Hz=sec–1).ElectromagneticSpectrumHighenergyShortwavelength/highfrequencyEmittedathighTSunEarth遥感常用的电磁波波段的特性微波：1mm-1m。全天候遥感；有主动与被动

3、之分；具有穿透能力；发展潜力大。紫外线(UV)：0.01-0.4μm，碳酸盐岩分布、水面油污染。可见光：0.4-0.76μm，鉴别物质特征的主要波段；是遥感最常用的波段。红外线(IR)：0.76-1000μm。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。（近红外又称光红外或反射红外；中红外和远红外又称热红外。1、电磁辐射源（1）自然辐射源太阳辐射（0.15～15μm）：是可见光和近红外的主要辐射源；常用5900的黑体辐射来模拟；其辐射波长范围极大；辐射能量集中-短波辐射。大气层对太阳辐射的吸收（17％）、反射（30％）和散

4、射（20％）。二、电磁辐射的度量地球的电磁辐射：小于3μm的波长主要是太阳辐射的能量；大于6μm的波长，主要是地物本身的热辐射；3-6μm之间，太阳和地球的热辐射都要考虑。（2）人工辐射源：主动式遥感的辐射源。雷达探测。分为微波雷达和激光雷达。2．辐射测量辐射能量（W）辐射通量（Ф）E=Ф/A微波辐射源：0.8-30cm；激光辐射源：激光雷达—测定卫星的位置、高度、速度、测量地形等。Ф=W/t辐射通量密度（E）辐射出射度（M）M=Ф/A辐照度（I）I=Ф/A辐射亮度（Le）L=2Ф/ΩAcosθ太阳与地球辐射的电磁波谱第二节地物的光谱特性任何地物都有自身的电磁辐射规律

5、，如反射、发射、吸收电磁波的特性。少数还有透射电磁波的特性。地物的这种特性称为：地物的光谱特性。一、地物的反射光谱特性对于某波段反射率高的地物，其吸收率就低，即为弱辐射体；反之，吸收率高的地物，其反射率就低。地物的反射率、吸收率和透射率。地物的反射率（反射系数或亮度系数）：地物对某一波段的反射能量与入射能量之比。反射率随入射波长而变化。影响地物反射率大小的因素：入射电磁波的波长入射角的大小地表颜色与粗糙度地物的反射光谱：地物的反射率随入射波长变化的规律。地物反射光谱曲线：根据地物反射率与波长之间的关系而绘成的曲线。地物电磁波光谱特征的差异是遥感识别地物性质的基本原理。不同地物在不同波段反射

6、率存在差异。传感器探测波段的设计，是通过分析比较地物光谱数据而确定、的。多光谱扫描仪（MSS）的波段设计：MSS1(0.5-0.6μm)；MSS2(0.6-0.7μm)；MSS3(0.7-0.8μm)；MSS4(0.8-1.1μm)；同类地物的反射光谱具有相似性，但也有差异性。地物的光谱特性具有时间特性和空间特性。不同植物光谱曲线比较植被的病虫害所示的柑桔、番茄、玉米、棉花四种地物的反射特性曲线，在0.6~0.7μm之间很相似，而其他波长（例如0.75~0.25μm波段之间）的光谱反射特性曲线形状则不同，有很大差别。不同波段地物反射率不同，这就使人们很容易想到用多波段进行时间特征二、地物的

7、发射光谱特性地物发射电磁波的能力以发射率作为衡量标准；地物的发射率是以黑体辐射作为参照标准。1、黑体：黑体是绝对黑体的简称。在任何温度下，对各种波长的电磁辐射的吸收系数等于（100%）的物体。绝对黑体的吸收率恒等于1，与物体的温度和入射电磁波波长无关。显然，绝对黑体的反射率恒等于0，透射率也等于0。2、黑体辐射(BlackBodyRadiation)：黑体的热辐射称为黑体辐射。3、黑体辐射规律（1）普朗克公式：它表示出了