电磁波及遥感物理基础.docx

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1、第一章电磁波及遥感物理基础班级：测绘1402姓名：宋希光学号：前言1、遥感定义（广义）：在不接触的情况下，对目标物或自然现象远距离感知的一门探测技术。2、各种测量仪器：水准仪、全站仪、经纬仪、三维激光扫描仪（lidAR）、摄影测量、GPS、RS。3、历史:1956年世界第一颗人造卫星发射成功，卫星摄影拍摄范围广，速度快，成本低，在短期内能重复观测，有利于检测地表的动态变化。4、1972年第一颗资源卫星（陆地卫星），可称为遥感技术发展的第一个里程碑。5、1982年陆地卫星4号，此后各个卫星的精度不断提高。1.1概述1、遥感广义概念遥感即遥远感知，是在不直接接触的情况下，对目标或自然现象

2、远距离探测和感知的一种技术。目前人们所说的遥感，一般是指电磁波遥感，他是利用电磁波获取物体的信息。工作平台：卫星媒介：电磁波观察对象：地球表面2、（1）电磁波变化的电场合磁场交替产生，以有限的速度由近及远在空间内传播的过程被称为电磁波。γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、微波、无线电波都是电磁波（2）电磁波谱紫外遥感：波段在0.001~0.38μm之间。可见光遥感：波段在0.38~0.76μm之间。蓝：0.43~0.47μm绿：0.50~0.56μm红：0.62~0.76μm红外遥感：波段在0.76~1000μm之间。微波遥感：波段在1mm~1m之间。1.2物体的发射辐射1、（1

3、）绝对黑体：对于任何波长的电磁辐射都全部吸收的物体。（2）黑体辐射的三个特性：a)总辐射通量密度W是随温度T的增加而迅速增加b)分普辐射能量密度的峰值波长随温度的增加向短波方向移动c)每根曲线彼此不相交，温度T越高所有波长上的波谱辐射通量密度也越大2、（1）太阳是被动遥感最主要的辐射源，相当于6000K的黑体辐射最大辐射强度位于可见光0.47μm处（2）海平面处太阳强度与大气外界照度有何区别大气对太阳辐射有一定的吸收和散射，海平面处太阳强度比大气外界照度低（3）大气分层垂直自下而上分为：对流层：从地表到平均高度12km。航空遥感在该层。a)温度随高度上升而下降，每上升1km下降6度b

4、)空气密度和气压也随高度上升二下降平流层：在12-80km的垂直区间中，平流层又分同温层，暖层，冷层。在25-30km处为臭氧层。气球、喷气式飞机。电离层：在80-1000km。150-200km为侦查卫星，800-900km为资源卫星、气象卫星。外大气层：1000km以上。36000km为通讯卫星和气象卫星，静止卫星。（4）大气窗口：有些波段的电磁辐射通过大气后衰减较小，透过率较高，对遥感十分有利，这些波段通常称为大气窗口（5）遥感大气窗口：1、0.30~1.15μm大气窗口，包括全部可见光，部分紫外线波段和部分近红外波段2、1.3~2.5μm大气窗口属于近红外波段3、3.5~5.

5、0μm大气窗口属于中红外波段4、8~14μm热红外窗口5、1.0mm~1m微波窗口（6）一般物体辐射与黑体辐射的区别自然界中实际物体的发射和吸收的辐射量都比相同条件下绝对黑体低，实际物体的辐射不仅依赖于波长和温度，还与构成物体的材料、表面状况有关（7）发射率ε就是实际物体与同温度的黑体在相同条件下辐射功率之比（8）说明任何材料的发射率等于其吸收率1.3地物的反射辐射（1）物体对电磁波的反射形式：1、镜面反射。满足反射定律2、漫反射3、方向反射。是镜面反射和漫反射的结合，没有规律可循（2）反射波谱特性曲线：某物体的反射率随波长变化的规律（3）绿叶反射特点:蓝、红光辐射能被叶绿素吸收进行

6、光和作用；绿光也吸收了一部分，但仍反射一部分，所以叶子呈绿色；在近红外波段上形成强反射；3个明显的水吸收带（4）影响地物光谱反射率变化的因素太阳位置、传感器位置、地理位置、地形、季节、气候变化、地面湿度变化、地物本身的变异，大气状况1.4地物波普特性的测定（1）测量地物的反射波谱特性曲线作用1、选择遥感波谱段、设计遥感仪器的依据2、在外业测量中，是选择合适的飞行时间的基础资料3、是有效进行遥感图像数字处理的前提之一，是用户判读、识别、分析遥感影像的基础（2）地物波谱特性的测定原理 对于不透明的物体，其发射率与反射率有下列关系：ε(λ)=1-ρ(λ)地物波谱特征（反射波谱）测定的原理是

7、：用光谱测定仪器（臵于不同波长或波谱段）分别探测地物和标准板，测量、记录和计算地物对每个波谱段的反射率，其反射率的变化规律即为该地物的波谱特性。 各种地物发射辐射电磁波的特性可以通过间接地测试各种地物反射辐射电磁波的特性得到