遥感原理与应用-第二三四章.pptVIP

第二章 遥感的理论基础—电磁辐射与地物光谱特性 第一节 电磁辐射与地物光谱特性 RS的理论基础主要是物理学，也涉及天文、大气、地理、地质、数学和计算机等学科。迄今为止，在各部门中应用的遥感技术大多是电磁波RS。因此可以说，RS的理论基础是物理学，其核心是电磁波理论。 1.电磁波与电磁辐射 （1）波：振动在空间的传播。 如声波、水波、地震波等都是振源发出的振动在弹性媒介中的传播， 称为机械波。 （2）电磁波：由振源发出的电磁振动在空间的传播。 振动的是空间电场矢量E和磁场矢量B。电磁波是通过电场和磁场间的 相互联系和转化传播的。变化的电场能够在它周围空间产生磁场。交变电 场周围会产生交变磁场。交变磁场周围会产生交变电场，它们互相套环， 沿直线迅速向远方传播。 即：交变电场和交变磁场迅速向远方传播的过程叫做电磁波。 第二章 遥感的理论基础—电磁辐射与地物光谱特性 第二章 遥感的理论基础—电磁辐射与地物光谱特性 （3）波段：两个波长之间的全体波长的集合。 （4）辐射：电磁波在空间中的传播叫做电磁辐射，简称辐射。 分为入射、发射、反射、透射、散射、吸收。 （5）辐射源：任何物体都是辐射源，不仅能够吸收其它物体对它的辐射， 也能够向外辐射。 （6）辐射通量（?）：单位时间内通过某一面积的辐射能量，?=dW/dt， 单位为W（瓦）。 （7）辐射通量密度（E）：单位时间内通过单位面积的辐射能量， E= d? /Ds，单位为W/m2。 （8）辐照度（I）：被辐射的物体表面单位面积上的辐射通量， I= d? /Ds （9）辐射出射度（M）：辐射源物体表面单位面积上的辐射通量， M= d? /Ds。 辐照度与辐射出射度都是辐射通量密度的概念，但I为物体接收的辐射， M是物体发出的辐射，都与波长有关。 第二章 遥感的理论基础—电磁辐射与地物光谱特性 （10）黑体：绝对黑体，指能够将外来辐射能量全部吸收的物体。 （11）发射率：地物单位面积上发射（辐射）能量M与同一温度下同面积黑体 发射能量M黑之比值。即：ε=M/M黑 （12）反射率：地物的反射能量与入射总能量之比，其数值用百分数表示。 （13）透射率：地物的透射度与其表面的辐照度之比。 （14）吸收率：地物的吸收度与其表面的辐照度之比。 第二章 遥感的理论基础—电磁辐射与地物光谱特性 2.电磁波谱 （1）定义： 按照波长的长短顺序将各种电磁波排列制成的一张图表叫做电磁波谱。 在电磁波谱中，从左到右，波长逐渐增大。从左到右依次是宇宙射线、 ?射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、微波、以及其它无线电波等。 第二章 遥感的理论基础—电磁辐射与地物光谱特性 （2）遥感中常用的电磁波段： 可见光、红外线、微波是RS中常用的三大波段。 ?紫外线（UV）：波长范围是0.01 ?m～0.38?m（1 ?m=10-6m）， 其中波长?0.3 ?m的能量被大气层吸收，只有0.3～0.38 ?m。 由于紫外线在大气中传输时受到很大衰减，在RS中很少被应用。一般 只用来探测海面石油污染的范围和油膜厚度，以及测定碳酸盐岩分布。 紫外线从空中可探测的高度2000m，对高空遥感不适用。 ?可见光（VI）：波长范围是0.38 ?m～0.76 ?m，由红、橙、黄、绿、青、 蓝、紫色光组成，是摄影方式常用的遥感波段。 可以粗分为蓝、绿、红三色： 蓝：0.38 ?m～0.50 ?m； 绿：0.50 ?m～0.60 ?m； 红：0.60 ?m～0.76 ?m。 可见光是RS中最早和最常使用的波段。 第二章 遥感的理论基础—电磁辐射与地物光谱特性 ?红外线（IR）：波长是0.76 ?m～1000?m，可分为4个光谱段： ?近红外（NIR）：0.76?m～3?m，在性质上与可见光相似， 在RS技术中采用摄影和扫描方式，可接收和记录光红外反射。 ?中红外（M