遥感原理与应用-第1章.ppt

《遥感原理与应用-第1章.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、第一章电磁波及遥感物理基础1内容提纲概述物体的发射辐射地物的反射辐射地物波谱特性的测定21.1概述电磁波、机械波（声波）、重力场、地磁场等都可以用作遥感，但一般而言，RS指的是电磁波遥感。遥感之所以能够根据收集到的电磁波来判断地物目标和自然现象，是因为一切物体，由于其种类、特征和环境条件的不同，而具有完全不同的电磁波反射或发射辐射特征。31.1.1电磁波麦克斯韦电磁场理论电磁波是一种横波4几个重要性质单色波可以用波函数来描述，是一个时空周期性函数，振幅、相位、波长一般成像：记录振幅全息成像：记录振幅和相位干涉。一般地，凡是单色波都是相干波，利用相干波进行距

2、离测量。INSAR利用干涉原理成像。5托马斯·杨（ThomasYoung）的干涉的实验研究,1803年.几个重要性质衍射研究电磁波的衍射现象对设计遥感传感器和提高遥感图像的几何分辨率具有重要意义。偏振电磁波有偏振波、部分偏振波和非偏振波。散射光、反射光、透射光是部分偏振波，偏振在微波技术中称为“极化”，一般有四种极化方式。6树木因衍射而产生的日晕1.1.2电磁波波谱遥感信息获取，一般指收集、探测、记录地物的电磁波特征，即地物的发射辐射或反射电磁波特性。由于电磁波传播的是能量，实际上也是记录辐射能量的过程。电磁波具有不同的频率和波长，因而具有不同的特性。7Ga

3、mmaץ射线X射线紫外线可见光红外线微波无线波紫蓝绿黄红频率波长遥感应用的光谱范围名称波长范围可见光的范围紫外线0.3～0.38μm紫0.38～0.43μm可见光0.38～0.76μm蓝0.43～0.47μm红外线近红外0.76～3.0μm青0.47～0.50μm中红外3～6μm绿0.50～0.56μm远红外6～15μm黄0.56～0.59μm超远红外15～1000μm橙0.59～0.62μm微波毫米波1～10mm红0.62～0.76μm厘米波1～10cm分米波10cm～1m8电磁波谱的范围非常宽，从波长最短的γ射线到最长的无线电波，波长之比高达1022倍以

4、上遥感采用的电磁波段可以从紫外线一直到微波波段遥感就是根据感兴趣的地物的波谱特性，选择相应的电磁波段，通过传感器探测不同的电磁波谱的发射或反射辐射能量而成像的。91.2物体的发射辐射黑体辐射太阳辐射大气对辐射的影响一般物体的发射辐射101.2.1黑体辐射1860年基尔霍夫：好的吸收体也是好的辐射体绝对黑体——任何波长的电磁辐射全部吸收一个不透明的物体，对入射到它上面的电磁波只有吸收和反射。光谱吸收率α(λ,T)和光谱反射率ρ(λ,T)，二者之和恒等于1。绝对黑体：α(λ,T)=1，ρ(λ,T)=0绝对白体：α(λ,T)=0，ρ(λ,T)=111普朗克定律19

5、00年普朗克用量子理论推导出普朗克定律黑体辐射通量密度与温度、波长的关系满足普朗克定律：12W(λ)——分谱辐射通量密度，单位W/(cm2·μm）；λ——波长，单位是μm；h——普朗克常数(6.6256×10-34J·s)；c——光速(3×1010cm/s)；k——玻耳兹曼常数(1.38×10-23J／K)；T——绝对温度，单位是K。黑体辐射特性（一）与曲线下的面积成正比的总辐射通量密度W是随温度T的增加而迅速增加。对普朗克公式进行积分，可得到从1cm2面积的黑体辐射到半球空间里的总辐射通量密度的表达式为：σ为斯忒藩-玻耳兹曼常数，T为绝对黑体的绝对温度（K

6、）。13从上式可以看出：绝对黑体表面上，单位面积发出的总辐射能与绝对温度的四次方成正比，称为斯忒藩－玻耳兹曼公式，Stefan-Boltzmannlaw。图1-5几种温度下的黑体波谱辐射曲线黑体辐射特性（二）分谱辐射能量密度的峰值波长随温度的增加向短波方向移动。可微分普朗克公式，并求极值。温度3005001000200030004000500060007000波长9.665.802.901.450.970.720.580.480.4114维恩位移定律：黑体辐射特性（三）每根曲线彼此不相交，故温度T越高所有波长上的波谱辐射通量密度也越大。15在波长大于1mm的

7、微波波段，hv<99％）来源于太阳太阳辐射:太阳辐射的波长范围，大约在0.15-4微米之间5%紫外线45%可见光50%红外线161.2.2太阳辐射17辐射源自然辐射源：太阳辐射：是可见光和近红外的主要辐射源；常用5900K的黑体辐射来模拟。大气层对太阳辐射的吸收、反射和散射。地球的电磁辐射：近似300K的黑体辐射。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

8、地物本身的热辐射；3-6μm之间，太阳和地球的热辐射