03遥感的物理基础.ppt

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1、2.2.4大气窗口大气窗口：电磁波在大气中传输过程中损耗较小，透射率很高的波段。要获得地面的信息，必须在大气窗口中选择遥感波段。常用遥感波段的特性紫外线（ultravioletorUV）波长范围为0.01—0.4μm。太阳辐射含有紫外线，通过大气层时，波长小于0.3μm的紫外线几乎都被吸收，只有0.3—0.4μm波长的紫外线部分能穿过大气层到达地面，且能量很少，并能使溴化银底片感光。目前，主要用于探测碳酸盐岩分布。碳酸盐岩在0.4μm以下的短波区域对紫外线的反射比其它类型的岩石强;另外，水面飘浮的油膜比周围水面反射的紫外线要强烈，因此可用于

2、油污染的监测。紫外波段从空中可探测的高度大致在2000m以下，对高空遥感不宜采用。可见光波长范围0.4—0.76μm。它是电磁波中人眼能惟一见到的波区，由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫色光组成。人眼对可见光能够直接感觉，不仅对可见光的全色光，而且对不同波段的单色光，也都具有这种能力。所以可见光是作为鉴别物质特征的主要波段，是遥感中最常用的波段。也可将可见光分成若干个波段同一瞬间对同一景物、同步摄影获得不同波段的像片；亦可采用扫描方式接收和记录地物对可见光的反射特征。红外线红外线波长范围为0.76—1000μm，为了实际应用方便，又将其划分为：近

3、红外（0.76—3.0μm），中红外（3.0—6.0μm），远红外（6.0—15.0μm）；超远红外（15.0—1000μm）。近红外在性质上与可见光相似，所以又称为光红外。由于它主要是地表面反射太阳的红外辐射，因此又称为反射红外。在遥感技术中采用摄影方式和扫描方式，接收和记录地物对太阳辐射的红外反射。在摄影时，由于受到感光材料灵敏度的限制，目前只能感测0.76—1.3μm波长范围。近红外波段在遥感技术中也是常用波段。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。物体在常温范围内发射红外线的波长多在3—40μm之间，而15μm

4、以上的超远红外线易被大气和水分子吸收。在遥感技术中主要利用3—15μm波段，更多的是利用3—5μm和8—14μm波段。红外遥感是采用热感应方式探测地物本身的辐射（如热污染、火山、森林火灾等），所以工作时不仅白天可以进行，夜间也可以进行，能进行全天时遥感。红外(Infrared,IR)反射红外（reflectiveIR）：0.7-3.0m热红外(ThermalIR)：3.0-100m目前遥感界习惯用法：近红外（NIR,near-infrared）：0.7-1.1m短波红外(SWIR,shortwaveIR）：1.1-3.0m中红外(M

5、WIR,MidwaveIR)：3.0-6.0m热红外(TIR,ThermalIR)：8.0-15m微波微波的波长范围1mm—1m。微波又可分为：毫米波、厘米波和分米波。微波辐射和红外辐射两者都具有热辐射性质。由于微波的波长比可见光、红外线要长，能穿透云、雾而不受天气影响，所以能进行全天候全天时的遥感探测。微波遥感可以采用主动或被动方式成像，另外，微波对某些物质具有一定的穿透能力，能直接透过植被、冰雪、土壤等表层覆盖物。因此，微波在遥感技术中是一个很有发展潜力的遥感波段。2.3地球辐射与地物波谱地球辐射可分为两个部分：短波（0.3—2.5

6、μm）和长波（6μm以上）部分。地球表面平均温度27℃，地球辐射峰值波长为9.66μm。地球辐射属于远红外波段。上方平滑曲线代表黑体辐射300K时的能量分布曲线，下方不规则曲线代表地球表面的实测辐射能量分布曲线，上方黑体辐射曲线包罗了地球表面辐射能量分布曲线。地球辐射的能量来源太阳短波辐射和地球内部热能与地球热辐射直接相关联的是地表的热平衡太阳短波辐射地球内部热能受地球内部热能影响的地温受太阳辐射影响的地温地热平衡线左边为太阳辐射波谱曲线，该曲线与地球辐射的波谱曲线在波长5μm上方处相交。当对地面目标地物进行遥感探测时，传感器接收到小于3μ

7、m波长，主要是地物反射太阳辐射的能量，而地球自身的热辐射极弱，可忽略不计；传感器接收到大于6μm波长，主要是地物本身的热辐射能量；在3—6μm中红外波段，太阳与地球的热辐射均要考虑。所以在进行红外遥感探测时，选择清晨时间，其目的就是为了避免太阳辐射的影响。常用大气窗口1）0.3－1.4um：包括全部可见光（95％），部分紫外光（70％），部分近红外光（80％）。摄影和扫描成像的方式在白天感测和记录目标电磁波辐射信息。2）1.4－2.5um：近红外窗口，60％－95％，扫描成像，白天记录3）3.5－5.5um：中红外窗口，60％－70％，白天

8、夜间，扫描成像记录4）8－14um：远红外窗口，超过80％，白天夜间，扫描记录5）1.4－300mm：微波窗口，白天夜间，扫描记录。大气窗口和遥感波谱通道2.3.2地物的光谱特性