新遥感第二章 遥感电磁辐射基础ppt课件.ppt

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1、遥感电磁辐射基础第二章宿迁学院资源环境与城乡规划和管理专业适用2010年1月1张大顺编本章提要2.1电磁波和电磁波谱2.2辐射基本定律2.3太阳辐射2.4太阳辐射与大气的相互作用2.5太阳辐射与地面的相互作用2.6三种遥感模式2张大顺编引言自然界中任何地物都具有发射、反射和吸收电磁波的性质，这是遥感的信息源。地面上的任何物体（目标物），如大气、土地、水体、植被和人工构筑物等，在温度高于0K（绝对温度）的条件下，都具有反射、吸收、透射及辐射电磁波的特性。3张大顺编太阳是一种电磁辐射源，它所发出的光也是一种电磁

2、波。当太阳光从宇宙空间经大气层照射到地球表面时，地面上的物体就会对太阳辐射进行反射和吸收。由于每一种物体的物理和化学特性不同，因此它们对不同波长的入射光的反射率也不同。遥感探测正是将遥感仪器所接收到的目标物的电磁信息与物体的反射或发射光谱相比较，从而对地面的物体进行识别和分类。这就是遥感的基本原理。4张大顺编2.1电磁波和电磁波谱1、什么是波？2、什么是电磁波？3、电磁波的性质4、什么是电磁波谱？5张大顺编1、什么是波？波是振动在空间的传播。它通常表现为有两种基本形式：机械波：质点在弹性介质中通过机械振动来

3、传播和传递能量的波称为机械波。如声波、水波、地震波等。电磁波：通过电磁振荡在空间中传播与传递能量的波称电磁波。如光波、热辐射、微波、无线电波等。6张大顺编2、什么是电磁波？电磁波是一种交变的电磁场在空间的传播，它是物质运动和能量传递的一种特殊形式。图2－1电磁振荡的传播图电磁振源电场磁场7张大顺编2，什么是电磁波？根据麦克斯韦电磁场理论得知：任何变化着的电场都将在它的周围产生变化的磁场，而变化的磁场又会在它的周围感应出变化的电场。这样电场和磁场相互激发，闭合的电力线和磁力线就象链条一样，一个一个套连着在空间

4、传播开来，向各个不同方向传播，这就是电磁波。电磁波传播是以场的形式表现出来，因此其在空间的传播是不需要媒介的，即使在真空中也能传播。8张大顺编3、电磁波的性质A、电磁波在传播过程中，电场强度（用E表示），磁场强度（用H表示）和传播方向（用Z表示）都是矢量，三者之间始终保持相互垂直的关系。所以说电磁波是横波。E（电场）H（磁场）Z（传播方向）电场磁场9张大顺编3、电磁波的性质B、电磁波与光波的性质相同，其在真空中的传播速度就是光速，即：c＝3×108m/s并且等于其频率υ与波长l的乘积。即：c=υ×λ（2.1

5、.3）式中:c为光速、l为波长、υ为频率。10张大顺编3、电磁波的性质C、电磁辐射具有波粒二象性：电磁波能量的传播过程（包括反射、吸收和透射等现象）称为电磁辐射。电磁辐射具有波粒二象性。即具有波动性和粒子性（量子性）两方面的特征。11张大顺编3、电磁波的性质波动性：指电磁波是以波动的形式在空间传播的。因此它具有时空周期性，可以用波长、波速和频率来表征。粒子性：指电磁波是由密集的光子微粒流组成的。电磁辐射的实质是光子微粒流的有规律的运动。12张大顺编3、电磁波的性质实际上波是微粒流的宏观状态，而粒子是波的微观

6、量子化。电磁辐射在传播过程中，主要表现为波动性。当电磁辐射与物质相互作用时，主要表现为粒子性。13张大顺编3、电磁波的性质电磁波的波长不同，电磁波的性质也不同。波长愈短，辐射的粒子性愈明显;波长愈长，电磁波的粒子性愈不明显。而波动性则与此正好相反。遥感技术正是利用这两个方面的特性来探测目标物所发出的电磁辐射信息的。如：紫外，X射线——光子能量大，具粒子属性。微波，无线电波——光子能量小，具波动属性可见光，红外——具有粒子和波动的两重属性14张大顺编4、什么是电磁波谱？将电磁波在真空中按波长的长短或按频率的大

7、小顺序排列制成的图表称为电磁波谱。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。电磁波的波长不同，是因为产生它的波源不同。15张大顺编电磁波谱16张大顺编紫外光0.01m-0.38m可见光波段0.38m-0.76m紫色光0.38m-0.43m兰色光0.43m-0.47m青色光0.47m-0.50m绿色光0.50m-0.56m黄色光0.56m-0.59m橙色光0.59m-0.62m红色光0.62m-0.76m红外波段0.76

8、m-1000m近红外0.76m-3.0m中红外3.00m-6.0m远红外6.00m-15.0m超远红外15.00m-1000m微波波段1mm-1m毫米波1mm-10mm厘米波1cm-10cm分米波0.1m-1m遥感使用的电磁波段的波长范围17张大顺编紫外线：(ultraviolet,简称UV)：0.01-0.38μm，碳酸盐岩分布、水面油污染。可见光：（visible，简称V或VIS）0.38-