遥感电磁辐射基础.ppt

有几点需要说明同一地物类型，反射、吸收和透射能量的比例也会随波长的变化而变化（能量是波长的函数）。因此，两个不同的地物在一个波段中可能会无法区别，但在另一个波段中可能会有很大差异。第60页，讲稿共99页，2023年5月2日，星期三反射波谱地物反射波谱的定义：可见光至近红外波段上地物反射率随波长的变化规律。表示方法：一般采用二维几何空间内曲线表示，横坐标表示波长λ，纵坐标表示反射率ρ。植物、水、土的光谱反射率第61页，讲稿共99页，2023年5月2日，星期三“放”应改为“反”。反射波谱第62页，讲稿共99页，2023年5月2日，星期三为何研究地物反射波谱曲线？一般来说，地物反射率随波长的变化，有规律可循，从而为遥感影像的判读提供依据。为了准确地在遥感影像上识别地物，首先必须了解什么地物具有什么光谱特征规律，以便和图像上表现的亮度特征规律比较。 后续课程《遥感地学分析》第63页，讲稿共99页，2023年5月2日，星期三植被的反射波谱曲线植被的反射波谱曲线规律性明显而独特，主要分三段： 1）可见光波段有一个小的反射峰，位置在0.55μm处。 2）近红外波段有一反射的“陡坡”，至1.1μm附近有一峰值，形成植被的独有特征。 3）在1.3~2.5μm波段（中红外波段）受到绿色植物含水量的影响，吸收率大增，形成低谷。第64页，讲稿共99页，2023年5月2日，星期三绿色植物光谱响应特征第65页，讲稿共99页，2023年5月2日，星期三可见光波段 可见光波段：受叶的各种色素的支配，其中叶绿素起主要作用，由于色素的强烈吸收，叶的反射和透射很低。在0.45?m附近（兰色波段）有一个吸收谷，在0.55?m附近区间（绿色波段）有一个反射峰，在0.67微米附近（红色波段）有一个吸收谷。第66页，讲稿共99页，2023年5月2日，星期三近红外波段近红外波段：光谱特性取决于叶片内部的细胞结构，叶的反射及透射能相近（45%~50%），而吸收能量很低（5%)。在0.74um附近，反射率急剧增加。在0.74-1.3um波段内形成高反射，在此波段发射差异比可见光区域大的多，便可以区分不同的植物类别。第67页，讲稿共99页，2023年5月2日，星期三植物光谱曲线绿色植物有效光谱响应特征不同植物光谱曲线的比较第68页，讲稿共99页，2023年5月2日，星期三可见光波段:落叶林和针叶林难以区分第69页，讲稿共99页，2023年5月2日，星期三可见光波段(0.4-0.7μm)落叶林和针叶林难以区分近红外波段(0.7-0.9μm)针叶林色调较深（落叶树比针叶树有较高的红外反射率）前者35％-45％后者20％-30％第70页，讲稿共99页，2023年5月2日，星期三地球辐射的分段特性波段名称可见光与近红外中红外远红外波长0.3~2.5μm2.5~6μm6μm辐射特性地表反射太阳辐射为主地表反射太阳辐射和自身的热辐射地表物体自身热辐射为主地球辐射的分段特性第28页，讲稿共99页，2023年5月2日，星期三地表自身热辐射根据黑体辐射规律及基尔霍夫定律知：M=εM0 式中,ε为物体的比辐射率或发射率；M0为黑体辐射出射度；M为实际物体辐射出射度。此公式中的变量都与地表温度T和波长λ有关，因此又可写为：M（λ，T）=ε（λ，T）M0（λ，T） T指地表温度，存在日变化和年变化，当温度一定时，物体的比辐射率随波长变化。第29页，讲稿共99页，2023年5月2日，星期三热辐射1、地表自身的热辐射与温度和波长有关。2、温度一定时，物体的比辐射率随波长变化。3、发射波谱曲线：比辐射率（发射率）随波长的变化规律，表示这种变化的曲线称物体的发射波谱曲线。4、岩浆岩的比辐射率，可以反映岩石中SiO2含量的减少。第30页，讲稿共99页，2023年5月2日，星期三地物热辐射温度一定时，物体的热辐射遵循基尔霍夫定律。地物的发射率随波长变化的曲线叫发射光谱曲线。地物的发射率与地表的粗糙度、颜色和温度有关。表面粗糙、颜色暗，发射率高，反之发射率低。地物的辐射能量与温度的四次方成正比，比热、热惯性大的地物，发射率大。如水体夜晚发射率大，白天就小。 1）探测地物的热辐射特性的热红外遥感在夜间和白天进行的结果是不同的。 2）热红外遥感探测的地物热辐射量用亮度温度表示，它不同于地面温度，是接收的热辐射能量的转换值，图像上表示为亮度。第31页，讲稿共99页，2023年5月2日，星期三§2.3地球大气及其对太阳辐射的影响大气分层和组成：大气层的厚度约1000km，且在垂直方向