第二章 电磁辐射与地物光谱特征.ppt

几种典型地物的反射波谱曲线 几种典型地物的反射波谱曲线 几种典型地物的反射波谱曲线 几种典型地物的反射波谱曲线 地物反射波谱特征 地物反射波谱特征 4. 影响地物光谱变化的主要因素 太阳位置 传感器位置 地理位置 地物本身的变异 时间和季节的变化 2.3.4 地物光谱特性的测量 地物波谱特性：是指各种地物各自所具有的电磁波特性（发射辐射或反射辐射）。 各国都十分重视地物波谱特征的测定 1947年前苏联学者克里诺夫就测试并公开了自然物体的反射光谱 美国测试了七八年的地物光谱才发射陆地资源卫星。遥感图像中灰度与色调的变化是遥感图像所对应的地面范围内电磁波谱特性的反映 对于遥感图像的三大信息内容（波谱信息、空间信息、时间信息），波谱信息用得最多。　　 地物光谱特性的测量 作用： 它是选择遥感波谱段、设计遥感仪器的依据； 在外业测量中，它是选择合适的飞行时间的基础资料； 它是有效地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。 地物光谱特性的测量 测量原理： 用光谱测定仪器（置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。 光谱测量分样品的实验室测量和野外测量 地物波谱特性的测量 主要仪器：分光光度计、光谱仪、摄谱仪 基本过程： 收集器　　分光器　　 探测器　 显示或记录器 地物光谱特征的测定步骤 架设好光谱仪，接通电源并进行预热； 安置波长位置，调好光线进入仪器的狭缝宽度； 将照准器分别照准地物和标准板，并测量和记录地物、标准板在波长λ1 ，λ2，……λn处的观测值Iλ和Iλ标 ； 按照公式计算λ1 ，λ2，……λn处的ρλ； 根据所测结果，以ρλ为纵坐标轴，λ为横坐标轴画出地物反射波谱特性曲线 。 复习思考题 电磁波与电磁波谱 辐射通量，辐射通量密度，辐照度，辐射出射度 绝对黑体，黑体辐射规律（应用） 太阳常数、太阳辐射的特点 引起大气吸收的物质及主要的吸收谱 常见的大气散射及其特点，能够解释蓝天、朝霞、夕阳、白云等现象 大气窗口，遥感上常用的大气窗口 地球辐射的特点（分段特性） 地物发射波谱与地物发射波谱曲线 地物反射波谱与地物反射波谱曲线 2. 大气对辐射的吸收作用 引起大气吸收的主要成分是： O2,O3,H2O,C02等 影响： 主要造成遥感影像黯淡。由于大气对紫外线有很强的吸收作用，遥感中很少用到。 3. 大气吸收谱 CO2、H2O 吸收红外及长波 O3 吸收紫外光 O2 吸收波长0.2μm 2 2.2.3 大气散射 辐射在传播过程中遇到小微粒而使传播方向改变．并向各个方向散开，称散射。 散射使原传播方向的辐射强度减弱，而增加向其他各方向的辐射。 尽管散射强度不大，但增加了信号中的噪声成分，造成遥感图像的质量下降。 1. 常见的大气散射 （1）瑞利散射（a《λ) 主要由氮、氧，CO2等原子或分子引起，对可见光影响很大。 瑞利散射特点：与波长四次方成反比 解释蓝色的天空和朝霞、夕阳 （2）米氏散射（a≈λ) 主要由大气中的微粒（烟、尘埃、小水滴等）引起 散射强度与波长二次方成反比 散射方向性明显：向前更强 潮湿天气对米氏散射影响大 （3）无选择性散射（a＞λ) 当大气中例子的直径比波长大得多时发生的散射 散射强度与波长无关 2.不同波段发生散射的特点 散射造成太阳辐射的衰减，但是散射强度遵循的规律与波长密切相关 由于太阳的电磁波辐射几乎包括电磁辐射的各个波段，因此，在大气状况相同时，同时会出现各种类型的散射。 对于大气微粒引起的米氏散射从近紫外到红外波段都有影响，当波长进入红外波段后，米氏散射的影响超过瑞利散射。 大气云层中，小雨滴的直径相对其他微粒最大，对可见光只有无选择性散射发生，云层越厚，散射越强。 对微波来说，微波波长比粒子的直径大得多．则又属于瑞利散射的类型，散射强度与波长四次方成反比，波长越长散射强度越小，所以微波才可能有最小散射，最大透射，而被称为具有穿云透雾的能力。 微波可以全天候全天时工作 2.2.4 大气窗口及透射分析 1. 折射现象 电磁波穿过大气层时，除发生吸收和散射外，还会出现传播方向的改变，即发生折射。 大气的折射率与大气密度相关，密度越大折射率越大。离地面越高 ，空气越稀薄折射也越小。（P30－31） 2. 大气反射 电磁波传播过程中，若通过两种介质的交界面，还会出现反射现象。 气体、尘埃的反射作用很小，反射现象主要发生在云层顶部，取决于云量，而且各波段均受到不同程度的影响，削弱了电磁波到达地面的强度。 因此应尽量选择无云的天气接收遥感信号。 3. 大气窗口 折