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遥感第2章电磁辐射及地物的光谱特征.ppt

花匠小妙招
2025-03-10 16:19

遥感第2章电磁辐射及地物的光谱特征

2.3.2 地表自身的热辐射绝对黑体：发射率=1，即对所有波长黑体发射率都是一个常数1（反射率=0，透射率=0）。灰体：发射率=常数＜1，即灰体的发射率始终小于1且不随波长变化。选择性辐射体：其发射率随波长而变化（具有选择性吸收），而且＜1。自然界中，绝大多数物体为灰体。地物自身的热辐射：地物的发射率随波长变化的曲线叫发射波谱曲线。发射波谱曲线的形态反映物体本身的特性。地物的发射率与物体的组成、温度、粗糙度、颜色等物理特性有关。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。地物自身的热辐射返回根据黑体辐射规律及基尔霍夫定律： M（λ，T）=εM0（λ，T）式中，ε为物体的比辐射率或发射率； M为实际物体的出射度； M0为黑体辐射的辐射出射度 2.3.3地物反射波谱特征返回从太阳和地表的相互作用上可得：地物的反射率镜面反射漫反射地物的反射波谱曲线太阳辐射到达地表后，一部分反射，一部分吸收，一部分透射，即：到达地面的太阳辐射能量＝反射能量＋吸收能量＋透射能量地表反射的太阳辐射成为遥感记录的主要辐射能量。一般而言，绝大多数物体对可见光都不具备透射能力，而有些物体如水，对一定波长的电磁波则透射能力较强，特别是0. 45~0. 56μm的蓝绿光波段。一般水体的透射深度可达10～20 m，清澈水体可达100 m的深度。反射率（ρ）：地物的反射能量与入射总能量的比，即ρ=(Pρ/ P 0)×100%。地物在不同波段的反射率是不同的。反射率是可以测定的。反射率也与地物的表面颜色、粗糙度和湿度等有关。地物的反射光谱曲线：反射率随波长变化的曲线。除了不同地物反射率不同外，同种地物在不同的内部和外部条件下反射率也不同。一般来说，反射率随波长的变化，有规律可循，从而为遥感影象的解译提供依据。物体的反射满足反射定律，入射角等于反射角。只有在反射波射出的方向才能探测到电磁波，水面是近似的镜面反射，在遥感图像上水面有时很亮，有时很暗，就是这个原因造成的。不论入射方向如何，其反射出来的能量在各个方向是一致的。一般地物的反射近似漫反射，但各个方向反射的能量大小不同。朗伯面：对漫反射面，当入射辐照度是一定时，从任何角度观测辐射面，其反射辐射亮度是一个常数，这种反射面叫朗伯面。自然界中真正的朗伯面很少，新鲜的氧化镁、硫酸钡、碳酸镁表面，在反射天顶角θ≤45°时，可以近似看成朗伯面。实际物体的反射介于两种理想模型之间返回植物的光谱曲线从植物典型的波谱曲线来看，控制植物反射率的主要因素有植物叶子的颜色、叶子的细胞构造和植物的水分等。植物的生长发育、植物的不同种类、灌溉、施肥、季节、气候、病虫害、土壤、地形等因素都对植物的光谱特征发生影响，使其光谱曲线的形态发生变化。不同植被反射波谱曲线的比较植被病虫害对其反射波谱曲线的影响水分含量对玉米叶子反射率的影响土壤的光谱曲线土壤光谱曲线与土壤本身的颜色、质地的粗细、有机质和含水量等因素影响。土质越细反射率越高，颜色越浅反射率越高。有机质含量越高反射率越低含水量越高反射率越低因土类和肥力状况的不同而不同不同波谱段的遥感影像上区别不明显土壤的反射波谱特征水体的光谱曲线清水在可见光范围：水体的反射率总体是比较低。不超过10％，一般为4～5％，并随波长的增加而不断减低，到了0.6um处大约为2～3％。过了0.75um，水体几何成全吸收体。在近红外波段清澈的水：为全吸收体，色调深，与地物有明显的界线，可以区分水陆界线；热红外晚间成像水体呈浅色调；根据热红外传感器的温度定标，可在热红外影像上反演出水体的温度。所以夜间的热红外影像可用于寻找泉水，特别是温泉。水体在微波1mm～30cm范围内的发射率较低，约为0.4％。平坦的水面，后向散射很弱，因此侧视雷达影像上。水体呈黑色。雷达影像是确定洪水淹没范围的有效手段。岩石的光谱曲线岩石的反射光谱特征与矿物成分、颜色、矿物含量、风化程度、含水状况、颗粒的大小、表面的光滑程度等因素有关。常见地物的光谱曲线比较常见地物的光谱曲线比较返回 * 面向二十一世纪课程教材遥感导论电子教案制作人：贾维花第2章电磁辐射与地物的光谱特征 2.1 电磁波谱与电磁辐射 2.2 太阳辐射及大气对辐射的影响 2.3 地球的辐射与地物波谱本章学习要求本章学习要求理解并掌握： 1.电磁波谱(特别是遥感常用的波段)； 2.电磁辐射的定理（黑体辐射定理与实际物体辐射定理）； 3.大气对太阳辐射的影响及大气窗口； 4.