第二章遥感的物理基础1

《第二章遥感的物理基础1》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第二章遥感的物理基础本章主要内容:第一节电磁波普与电磁辐射第二节太阳辐射及大气对其辐射的影响第三节地球辐射与地物波普第一节电磁波谱与电磁辐射电磁波及其特性电磁波谱电磁辐射的度量黑体辐射1.波的概念：波是振动在空间的传播。2.机械波：横波、纵波3.电磁波：由振源发出的电磁振荡在空气中传播。4.电磁辐射:这种电磁能量的传递过程（包括辐射、吸收、反射和透射）称为电磁辐射。一、电磁波及其特性电磁波是横波在真空中以光速传播满足方程：fλ=c,E=hf电磁波具有波粒二象性波动性：电磁波是以波动的形式在空间传播的，因

2、此具有波动性。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。5、电磁波的特性二、电磁波谱电磁波谱：将各种电磁波在真空中的波长（或频率）按其长短（或高低），依次排列制成的图表。在电磁波谱中，波长最长的是无线电波，其按波长可分为长波、中波、短波和微波；波长最短的是γ射线。电磁波谱遥感常用的电磁波波段名称波长范围紫外线0.01----0.38μｍ可见光0.38----0.76μｍ近红外0.76----3.0μｍ中红外3.0----6.

3、0μｍ远红外6.0----15.0μｍ超远红外15----1000μｍ微波1----1000ｍｍ遥感常用的电磁波波段红外线（2）可见光波长：0.38—0.76μm特征：1.由红,橙,黄,绿,青,蓝,紫光组成；2.人眼对可见光有敏锐的分辨率；应用：1.鉴别物质特性的主要波段2.以光学摄影或扫描方式接收和记录地物对可见光的反射特征（1）紫外线波长：0.01—0.38μm特征：1.臭氧对紫外线吸收较强；2.能使溴化银底片感光；应用：1.用于测定碳酸岩的分布2.用于油污的监测（3）红外线波长：0.76—1000

4、μm特征：1.近红外性质与可见光相似；2.红外线有较强的热效应，可以用来红外加热，任何物体都在不停的发射红外线，发射的强度与物体的温度有关；应用：1.利用红外遥感可以夜间工作。2.红外线不易为天空微粒所散射，这点比可见光优越。（4）微波波长：1mm—1m特征：1.反射（金属材料）2.穿透（绝缘体）3.吸收（热辐射效应）：水、酸应用：1.具有穿透云雾不受天气影响，可进行全天候全天时的遥感探测；2.对植被、冰雪、土壤等表层覆盖物有一定的穿透能力。可采取主动或被动方式遥感，具有较大发展潜力的遥感波段。概念：☆

5、辐射能量（Q）：以电磁波形式传播的能量称为辐射能，单位为焦耳（J）。Q=h*ν（h是普朗克常数，v是光的频率）☆辐射通量（Φ）：单位时间内通过某一面积的辐射能量,单位:W。☆辐射通量密度（E）:单位时间内通过单位面积的辐射能量,单位:W/m2。☆辐射照度（I）：被辐射的物体表面单位时间内通过单位面积上的辐射能量（W/m2）。☆辐射出射度（M）：辐射源物体单位时间内通过单位面积上的辐射能量（W/m2）。☆辐射亮度（L）：辐射源在单位时间内通过特定方向的投影面积上单位立体角的辐射能。三、辐射能量R2绝对黑体

6、(简称黑体）：对于任何波长的电磁辐射都全部吸收的物体。绝对黑体的特性：α（λ，T）≡1;ρ（λ，T）≡0任何物体：α（λ，T）+ρ（λ，T）≡1绝对白体：α（λ，T）≡0ρ（λ，T）≡1α（λ，T）：光谱吸收系数（吸收率）ρ（λ，T）：光谱反射系数（反射率）四、黑体辐射黑体的热辐射称为黑体辐射。普朗克热辐射定律普遍适用于绝对黑体的辐射，公式表示出了黑体辐射出射度与温度的关系以及按波长分布的规律。黑体辐射定律1、玻耳兹曼定律表示出黑体总辐射出射度（通量密度）随温度的增加而迅速增加，它与温度的四次方成正比。

7、温度3005001000200030004000500060007000λmax9.665.802.901.450.970.720.580.480.412、维恩位移定律随着温度的升高，辐射通量密度最大值对应的波长向短波方向移动。b为常数，b=2897.8μmK。辐射通量密度随波长连续变化，与温度四次方成正比，每条曲线只有一个最大值。黑体温度不同，其辐射通量密度曲线不同；温度越高，辐射通量密度越大。随着温度的升高，辐射辐射通量密度最大值所对应的波长向短波方向移动。黑体辐射的三个特性实际物体的发射辐射？？基

8、尔霍夫定律：在一定温度下，任何物体的辐射出射度M和吸收率之比，都是一个常数，并等于该温度下黑体辐射出射度M黑。发射率：地物的辐射出射度M与同温下的黑体辐射出射度M黑的比值。它也是遥感探测的基础和出发点。在给定的温度下，物体的发射率=吸收率（同一波长）；吸收率越大，发射率也越大。按照发射率与波长的关系，把实际物体分为：黑体或绝对黑体：发射率为1，常数灰体(greybody)：发射率大于0小于1，常数选择性辐射体：发射率小于1，且随波长而变化。