遥感原理与应用-第1章教程方案.pptVIP

1.3.3 影响地物光谱反射率变化的因素 太阳高度（日期、时间） 大气条件 地形（阴影） 地形（坡度） 气候、植物的病变 环境状况 1.4地物波谱特性的测定 地物波谱特性的概念 地物波谱特性的测定原理 地物波谱特性的测定步骤 1.4.1 地物波谱特性的概念 地物波谱也称地物光谱。 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）。 测量地物的反射波谱特性曲线主要作用： 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。 1.4.2 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) 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。 地物波谱特征（反射波谱）测定的原理是：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。 测定地物反射波谱特性的仪器 分光光度计，光谱仪，摄谱仪 仪器由收集器、分光器、探测器和显示或记录器组成。 收集器的作用是收集来自物体或标准板的反射辐射能量。它一般由物镜、反射镜、光栏（或狭缝）组成； 分光器的作用是将收集器传递过来的复色光进行分光（色散），它可选用棱镜、光栅或滤光片； 探测器的类型有光电管、硅光电二极管、摄影负片等； 显示或记录器是将探测器上输出信号显示或记录下来，或驱动X－Y绘图仪直接绘成曲线。 测量的原理 分别测量地物和标准板的反射辐射通量密度 经光电管转变为电流强度在电表上指示读数 电流强度相比 1.4.3 地物波谱特性的测定步骤 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Iλ0； 按照（1-38）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。 本章结束 可以用作遥感的大气窗口 0.30 ~ 1.15μm大气窗口：这个窗口包括全部可见光波段、部分紫外波段和部分近红外波段，是遥感技术应用最主要的窗口之一。 1.3~2.5μm大气窗口：属于近红外波段。 3.5~5.0μm大气窗口：属于中红外波段。 8~14μm热红外窗口：热红外窗口，透射率为80%左右，属于地物的发射波谱。 1.0mm~1m微波窗口。 (4)辐射传输方程 传感器从高空探测地面物体时，所接收到的电磁波能量包括： 太阳经大气衰减后照射地面，经地物反射后，又经大气第二次衰减进入传感器的能量 地面物体本身辐射的能量经大气后进入传感器 大气散射和辐射的能量等 (4)辐射传输方程 电磁波辐射与大气相互作用的复杂性，从遥感应用角度需要简化 假设1：忽略大气折射、湍流和偏振 假设2：天空为均匀朗伯体，各向同性辐射；地表为均质朗伯体，各向同性反射。 (4)辐射传输方程 传感器入瞳辐射亮度 地面辐射亮度 向上大气光谱辐射亮度 地表反射率 大气层外太阳辐射照度 太阳天顶角 光学厚度（介质厚度和折射率的乘积 ） 大气向地面散射辐射照度 传感器观测角 大气透过率 1.2.4 一般物体的发射辐射 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的要低。 不仅依赖于波长和温度，还与构成物体的材料、表面状况等因素有关。 我们用发射率ε来表示它们之间的关系：ε= W′/ W。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。 发射率 按照发射率与波长的关系，把地物分为： 黑体或绝对黑体：发射率为1，常数。 灰体：发射率小于1，常数。 选择性辐射体：反射率小于1，且随波长而变化。 理想反射体：反射率等于0。 影响地物发射率的因素：地物的性质、表面状况、温度（比热、热惯量）：比热大、热惯量大，以及具有保温作用的地物一般发射率大，反之发射率就小。 主要地物发射率 等效黑体温度 实际测定物体的光谱辐射通量密度曲线并不像描绘的黑体光谱辐射通量密度曲线那么光滑 常常用一个最接近灰体辐射曲线的黑体辐射曲线作为参照，这时的黑体辐射温度称为等效黑体辐射温度（或称等效辐射温度） 基尔霍夫定律 在任一给定温度下，辐射通量密度与吸收率之比对任何材料都是一个常数，并等于该温度下黑体的辐射通量密度。 任何材料的发射率等于其吸收率 基尔霍夫定律 根据能量守恒定理，入射在地表面的辐射功率等于吸收功率、透射功率和反射功率三个分量之和。 对于不透射电磁波的物体 1.3 地物的反射辐射 地物的反射类