高光谱遥感第一章.ppt

第一章 高光谱遥感的发展与理论基础 （4）大气窗口 大气辐射在穿过大气层时要受到大气反射、吸收和折射等多重作用，不同的电磁波段通过大气后的衰减的程度是不一样的。因而，地面遥感所使用的电磁波是有限的。有些波段的透过率很小，甚至完全无法透过，这称为“大气屏障”；有些波段的电磁辐射通过大气后衰减很小，透过率很高，称为“大气窗口”。目前常用的大气窗口有五个。 2、理论基础 电磁波与地表的相互作用 三种基本物理过程—反射、吸收和透射。 反射—当电磁辐射到达两种不同介质的分界面时，入射能量的一部分或全部返回原介质的现象。 透射—辐射穿过一种介质而没有被严重衰减的现象。 荧光—物体被单一波长辐射照射而发射出另一种波长辐射的现象。 第一章 高光谱遥感的发展与理论基础 2、理论基础 典型地物的光谱特征 地物光谱特性研究在遥感技术及应用的研究发展中占有重要的地位。根据地物的光谱特性将地物分成：岩矿、植被、土壤、水体和城市人工目标五类。 第一章 高光谱遥感的发展与理论基础 - 岩矿的光谱特性 （1）矿物的光谱特性 高光谱遥感识别矿物主要依赖于矿物成分的吸收特征。 决定光谱吸收特性的的主要是电子与晶体场的相互作用以及物体内分子振动过程。 影响电子与晶体场 晶体场效应与电荷转移 的相互作用有 色心 三个方面 导带跃迁 此外：矿物粒度和温度都会影响到矿物的波谱特 性。 第一章 高光谱遥感的发展与理论基础 （2）岩石的光谱特性 岩石的光谱表现非常复杂，其实最重要的原因是岩石光谱本质上是矿物的混合光谱，其光谱特征受成分、结构、构造和表面状态等因素的影响。 影响岩石光谱特性的因素有： 风化作用 岩石表面结构 岩石表面颜色 大气环境 第一章 高光谱遥感的发展与理论基础 - 植被的光谱特性 植被对电磁波的响应是由其化学和形态学特征决定的，这种特征与植被的发育、健康状况以及生长条件密切相关。 在可见光波段内，各种色素是支配植物光谱响应的主要因素。 在光谱的近红外波段，植被的光谱特性主要受植物叶子内部构造的控制。 在光谱的中红外波段，绿色植物的光谱响应主要被1.4 ,1.9 ,和2.7 附近的水强吸收带所支配。 第一章 高光谱遥感的发展与理论基础 - 土壤光谱特性 土壤光谱特性主要受成土矿物、含水量、有机物和质地等因素的影响。 - 水体和雪的光谱特性 在光谱的可见光波段内，水体中的能量-物质相互作用比较复杂，光谱吸收和透射特性不仅与水体本身的性质有关，而且还明显地受到水中各种类型和大小的物质—有机物和无机物的影响。 雪虽然是水的一种固态形式，但它与水的光谱特性截然不同，雪的晶粒大小、雪花絮状分裂的形态和积雪的松紧程度不同都对雪被的光谱特性有明显影响。 第一章 高光谱遥感的发展与理论基础 - 城市目标的光谱特性 城市遥感涉及人工目标主要为建筑物和道路。 在遥感图像上，通常只能看到建筑物的顶部。因此构成屋顶的不同建筑材料的波谱特征是研究的重点。 人工建筑物热红外的发射特征取决于建筑材料的热特性，因此可通过“热惯量”对建筑物的材质进行区分。 城市中的道路主要铺面材料为水泥和柏油两大类以及少量的土路。这三种道路的反射光谱曲线形状大体相似。 第一章 高光谱遥感的发展与理论基础 2、理论基础 地面光谱测量 用于地面光谱测量的仪器是地面光谱辐射计。 地面光谱辐射计的工作原理：由光谱仪通过光导线探头摄取目标光线，经过模/数转换变成数字信号。 地物光谱的测量可分为：样品的实验室测量和野外测量。 第一章 高光谱遥感的发展与理论基础 高光谱遥感 自我介绍 汪善勤 联系方式： email: sqwang@mail.hzau.edu.cn QQ: 253896575 课程介绍 课程性质：专业选修课 学 时 数：理论，22；实验，10 先导课程：遥感导论 考 核：考试，60%；实验，40% 学习要求：课堂引导，自我学习； 强调理论，注重实践； 参考书 童庆禧，张兵，郑