2遥感物理基础.ppt

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1、前章重点：1、遥感及遥感技术的含义2、遥感平台、传感器和地面控制系统3、遥感发展的主要趋势第二章电磁辐射及地物波谱特性遥感技术是建立在物体电磁辐射理论基础之上的。不同物体和现象具有各自的电磁辐射特性，才能应用于遥感技术。遥感的本质是通过探测器接收物体或现象反射、发射的电磁辐射信息，进而转变成数据或影响，供各专业解译、应用。本章主要内容一、电磁辐射二、电磁辐射与物体的相互作用三、地物的光谱特性四、电磁辐射的大气传输一、电磁辐射1、电磁波（ElectromagneticWaves）波：是振动在空间的传播

2、。机械波：振动的是弹性媒质中质点的位移矢量。电磁波：在真空或物质中传播的交变电磁场。2、电磁波的特性波动性粒子性波动性表征波动的主要物理量是波长λ，周期Ｔ，频率ν、振幅Ａ，波数Ｎ，园波数Ｋ和角频率ω，以及波速υ，初相位ψ，这些参数之间的关系为：其中C为真空中的光速，ε为相对介电常数，μ为相对磁导率。粒子性能量动量h:普朗克常数，6.6260755×10－34J*sc:光速；v:频率电磁波传播过程中主要表现为波动性；与物体相互作用时主要表现为粒子性。波长愈长，波动性越明显；波长愈短，粒子性越明显。3、

3、电子波谱按照电磁波的波长的长短（或频率的大小），依次排列成的图表。产生方式谱段波长遥感应用特征原子核内部的相互作用γ射线＜0.03ｎｍ来自太阳的辐射完全被上层大气所吸收，不能为遥感利用，来自放射性矿物的γ辐射作为一种探矿手段可被低空飞机探测到层内电子的离子化X-射线0.03-0.3μｍ进入的辐射全被大气所吸收，遥感中未用外层电子的离子化紫外线0.3-0.38μｍ波长小于0.3μｍ的由太阳进入的紫外辐射完全为上层大气中的臭氧所吸收摄影紫外0.3－0.38μｍ穿过大气层，用胶片和光电探测器可检出，但是大

4、气散射严重外层电子的激励可见光紫0.38-0.43μｍ用照相机，电视摄影机，光电扫描仪等均可检测，包括在０.５μｍ附近的地球反射比峰值蓝0.43-0.47μｍ青0.47-0.50μｍ绿0.50-0.56μｍ黄0.56-0.59μｍ橙0.59-0.62μｍ红0.62-0.76μｍ分子振动，晶格振动红外线0.76-1000μｍ与物质的相互作用随波长而变，各大气传输窗口被吸收谱段所隔开，一般有以下的划分近红外(反射红外)0.76-3μm这是初次反射的太阳辐射，不包含有关物质热性质。０.７－１.４μｍ的辐

5、射用红外胶片检测，称之为摄影红外辐射中红外(热红外)3-5μｍ这是热区中的主要大气窗口，是一个宽谱段内的总辐射，用这些波长成像需要使用光学一机械扫描器(红外辐射计)而不是用胶片。远红外(热红外)8-14μｍ分子旋转和反转，电子自转与磁场的相互作用微波0.1-100cm这些较长的波长能穿透云和雾，可用于全天候的主动或被动方式成像。主动方式的微波遥感即为雷达。其下可续分为毫米波，厘米波和分米波，而且都是无线电波的一种核自转与磁场的相互作用无线电波工业用电100-106cm＞106cm用于无线电通讯，分

6、超短波、短波、中波、长波常用的遥感波段有：紫外线、可见光、红外线、微波紫外线：波长范围0.1---0.38μm，太阳辐射只有0.3---0.4μm到达地面，能量较少；可探测的高度在2000m以下，目前多用于探测碳酸岩分布，油污染的监测，能提供土壤水份和作物病类信息。可见光：波长范围0.38---0.76μm，人眼对该波段具有敏锐的分辨能力，是鉴别物质的主要波段。遥感技术中主要用摄影和扫描方式接收和纪录地物对可见光的反射特征，是现在遥感中最常用的波段。红外线：波长范围0.76--1000μm，分为近红

7、外（0.76--3μm），中红外（3--6μm）、远红外（6--15μm）、超远红外（15--1000μm）。近红外同可见光相似，常称为光红外，常用0.76--1.3μm；中红外、远红外和超远红外时产生热感的原因，常称为热红外，常用的是3--15μm，如热污染、火山、火灾等。微波:波长范围1mm---1m，分为毫米波、厘米波、分米波，也具有热辐射性质，波长较长，有一定穿透能力(云层、水体、土壤等)，主要应用于雷达成像，不受天气影响，可进行全天候全天时遥感探测。4、电磁辐射的基本性质叠加原理干涉衍射偏

8、振多普勒效应光电效应叠加原理当两列波在同一空间传播时，空间尚各点的振动为各列波单独振动的合成。任何复杂的电磁波都可以分解成许多比较简单的电磁波；比较简单的电磁波也可以合成为复杂的电磁波。（白光的色散和合成，计算机显示器的工作原理，混合像元的分解）干涉当相位、频率、振动方向相同的电磁波迭加时，会出现部分区域振动加强，部分区域振动减弱或消失的现象。相干电磁波一般是频率很窄的单道波或微波得到的，相干图象（微波遥感/雷达遥感）需经过特殊处理。非相干没有固定的相位关系的两列波叠