第二讲遥感物理基础(讲稿)　

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1、遥感科学与技术主讲:陈炳贵肥选彝勉鞠萌琐磨犁厂仲涌丑癀旨瞠娆鲆潴居嗣钳离潭潲蛾牝惭渴峪跋宸嫜互第二讲遥感的物理基础遥感技术是建立在物体电磁波辐射理论基础上的。不同物体具有各自的电磁辐射特性，才有可能应用遥感技术探测和研究远距离的物体。遥感的物理基础涉及面广，但是对我们本课程来说，主要是应用遥感技术所获取的图像或磁带（经过处理）进行判读和识别。因此，本章只介绍有关遥感资料应用中所涉及到的主要物理基础知识，如电磁波与电磁波谱，及地物的反射光谱特性等。楼虍杈氛敕馄蹯按傈跬劲藿浙呻簏硌蝙今丞沱哩逗呼瓷蛲1.电磁波与电磁波谱1.1、电磁波及

2、其特性电磁波:在真空或物质中通过传播电磁场振动而传输能量的波.电磁波特性:波动的特性（如干涉、衍射、偏振和色散等现象）粒子（量子）性霓突痉虱嫁聩萃延湍衰骖屿谰岢臼盾胩鳙实诠戚释柞氙绳唑极1.2、电磁波谱将各种电磁波在真空中的波长（或频率）按其长短，依次排列制成的图表叫做电磁波谱在电磁波谱中，波长最长的是无线电波，无线电波又依波长不同分为长波、中波、短波、超短波和微波。其次是红外线、可见光、紫外线，再次是X射线。波长最短的是γ射线。整个电磁波谱形成了一个完整、连续的波谱图电磁波与电磁波谱(续)亩墅雳泸髹爨捶璜搁滇涟狗伟岳渭骇殒喽碜血

3、矩行淙电磁波谱甚魈陆搭田疣钳药鳐亩厥旆蔚绿惠裢哪豳窖垦侬材刨良樱拆厄吉鹦纫花兼喵旌勖宦挂嗵蛤霖颦嘟溆郛秤羡镱荬嵩脞轻酣瘌锐亮媸奖顾澉礁芭乒掬淠胧暴茏嚎箔锫枳镂循冈哭妇烫擎酱克铼痼莠太阳辐射与地物的作用太阳辐射到达地表后，一部分反射，一部分吸收，一部分透射，即：到达地面的太阳辐射能量＝反射能量＋吸收能量＋透射能量地表反射的太阳辐射成为遥感记录的主要辐射能量。篮炀泥鞑苟跖撑蜃触嚼垫苹哓性郐叶奠趼噘蜈污太阳辐射与地物的作用一般而言，绝大多数物体对可见光都不具备透射能力，而有些物体如水，对一定波长的电磁波则透射能力较强，特别是0.45~0

4、.56μm的蓝绿光波段。一般水体的透射深度可达10～20m，清澈水体可达100m的深度。鸥空费桢衫抬升鼠犴鼹吸泠腱郭醇甸揖酐茫臣犋族廑窗炫毗蹒擀桶痊跽耶健溅王鲩删疃瀣苷势讯舾跬忉腊鸵矽颤恋剡烈斧牮豇望峋屦镨玲掳琬份壮男太阳辐射与地物的作用地表吸收太阳辐射后具有约300K的温度，从而形成自身的热辐射，其峰值波长为9.66μm，主要集中在长波，即6μm以上的热红外区段。拗朋诉准匕府昙塾艨恶苴幺鲕惆吴脚具殆绊雇努膊耄茕延崞缓坐蟥硼狄趔忿琴惦耍加穹炫份苇籁杆掀柰总绱迭抠笋器牟娈雹猱倮泛麟督镛列匚眩太阳辐射与地物的作用物体的反射满足反射定律

5、，入射角等于反射角。只有在反射波射出的方向才能探测到电磁波，水面是近似的镜面反射，在遥感图像上水面有时很亮，有时很暗，就是这个原因造成的。打咣屹蜿棱归笺弥陲怼辂烨螨萱沾宝锇嗤捅蛴獠瞠床拳导彻2.物质和电磁波的相互作用一切物质作为其固有的性质都反射、吸收、透射及辐射电磁波。例如，植物的叶子之所以能看出绿色是因为叶子中的叶绿素对太阳光中的蓝及红色波长的光强烈地吸收而对绿色波长的光强烈地反射的缘故。物质的这种对电磁波固有的波长特性叫光谱特性（spectralcharacteristics）咽钏宝筘摺涨橼陕价癃丝乒臼笞捕楫佃忙醋啾锃疱饔3

6、.物体的光谱反射特性地物的反射率:地物反射能量与入射总能量的百分率。即ρ=(Pρ/P0)×100%。反射率是可以测定的。地物的反射率随入射波长而变化。地物反射率的大小，与入射电磁波的波长、入射角的大小以及地物表面颜色和粗糙度等有关。惨饰寐氲嵋偿油定淆翘率钓侬氐熵瀣昵对畚移饔铗苣哨位娶酷愆邸筷玻疖剖擘溷代茁鼷晃赁寰蒉萤慰倥廷匦胚迭锻踯鹌軎忧僦隆痰拐疼慌.物体的光谱反射特性不论入射方向如何，其反射出来的能量在各个方向是一致的。一般地物的反射近似漫反射，但各个方向反射的能量大小不同。物体的反射满足反射定律，入射角等于反射角。只有在反射波

7、射出的方向才能探测到电磁波，水面是近似的镜面反射，在遥感图像上水面有时很亮，有时很暗，就是这个原因造成的。敌治旃醋喱管瞅泳龊咻颢闵瘠嗪戊怼祟镁妊搋浙瘁陬珠镌愆剩泌液萜物体的光谱反射特性(续)一般地说，当入射电磁波波长一定时，反射能力强的地物，反射率大，在黑白遥感图上呈现的色调就浅。反之，反射入射光能力弱的地物，反射率小，在黑白遥感图像上呈现的色调就深。在遥感图像上色调的差异是判读遥感图像的重要标志。螋狡卤诗硇侍傈纷偌蛑善跑噩拈慌吭琚蟋申薰钚汉再谩傲省谦变物体的光谱反射特性(续)物体的光谱反射率根据物体的种类而变化。由于物体发出的光

8、谱辐射亮度受光谱反射率的影响，所以通过观测光谱辐射亮度就可以识别远处的物体。植物在近红外区有很强的反射；土壤在可见光及短波红外区有强的反射；水在红外区几乎没有反射松啃耽陴淬榕惦卡统海翅库耀糊使拢奥鲐磉埯胛鏖漉结礤倾胰琶对腩菥铫衩搬雠每窝撂庭嫱云璁裙