遥感课件第一章电磁波及遥感物理基础.pdf

第一章电磁波及遥感物理基础 主要介绍： 1 电磁波和电磁波谱 2 物体的发射辐射（电磁波辐射源——黑体、太阳、 一般物体） 3 物体的反射辐射 4 大气对辐射的作用（辐射传输方程） 5 地物波谱特征及测定 一切物体因其种类、特征和环境条件的不同，而具有完全不同的电磁波反射与发 射辐射特性，遥感即建立在物体反射与发射电磁波的原理之上 同济大学 测量系 叶勤 1.1 电磁波和电磁波谱 1.1.1 电磁波 波：是振动在空间的传播。如声波、水波、地震波等。 机械波：振动的是弹性媒质中质点的位移矢量。 电磁波：电场矢量和磁场矢量在空间的传播。 同济大学 测量系 叶勤 波函数： ψ A sin[( ωt − kx ) + ϕ] 波函数由振幅和位相组成，一般遥感器仅仅记录电磁 波的振幅信息，丢失位相信息。全息摄影中，同时记录了 振幅信息和相位信息。 雷达遥感也要记录相位信息 同济大学 测量系 叶勤 电磁波方程组表示 μ ∂ H − ∂ E c ∂ t ∂ x ε ∂ E ∂ H − c ∂ t ∂ x 电磁波的特点和遥感意义 1） 不需要传播介质 4） 粒子性 2） 横 波 5） 叠加原理 3） 波动性 6） 相干性和非相干性 7 ） 衍射和偏振 （遥感器的几何图象分辨率，波长越 长，偏振现象越显著，偏振摄影和雷达成像） 8）多谱勒效应 （合成孔径侧视雷达） 同济大学 测量系 叶勤 电磁波的粒子性 能量：E E hv hc / λ 动量：P P h / λ h : 普朗克常数，6.6260755 ×10－34 J s c : 光速； v : 频率 能量和动量是粒子属性，频率和波长是波动属性。可见光， 红外线；微波和无线电波；紫外线和X射线Y射线。 同济大学 测量系 叶勤 电磁波的叠加原理 当两列波在同一空间传播时，空间 上各点的振动为各列波单独振动的 合成。 任何复杂的电磁波都可以分解成许 多比较简单的电磁波； 比较简单的电磁波也可以合成为复 杂的电磁波。 （白光的色散和合成，计算机显示器的工 作原理， 混合像元的分解 ） 同济大学 测量系 叶勤 电磁波的衍射和偏振 电磁波遇到有限大小的障碍物时，能够绕过障碍物而 弯曲地向障碍物地后面传播。把这种通过障碍物边缘 改变传播方向地现象，称为电磁波的衍射。 最小分辨角: 衍射光强度分 λ 布 θ 0 1.22 （图1-2） d d为物镜有效通光孔径 d 物镜的