遥感技术基础-第03讲电磁波与地物的作用.pptVIP

一、电磁波与物体的作用形式 电磁波与物体间会发生哪些作用？ 发生作用时遵守的能量守恒定律 只有反射电磁波才能到达传感器 二、物体反射电磁波的形式 1、镜面反射 镜面反射发生的条件？ 镜面反射对遥感成像的影响？ 2、漫反射 朗伯定律 什么时候发生漫反射？ 3、方向反射 为什么会发生不同形式的反射？ 地物光滑程度判据－－瑞利准则 重要结论 地物表面的粗糙程度与入射电磁波的波长和入射角有关。地物表面的光滑与粗糙是相对于入射电磁波的波长和入射角而言的。 当地物表面光滑时，入射到其表面的电磁波产生镜面反射；否则会产生漫反射或方向反射。 三、地物的波谱反射特性 光谱反射率 地物反射波谱特性 影响地物反射率化的因素 发生作用时遵守的能量守恒定律 光谱反射率的定义 通常反射率定义为物体的反射通量（单位时间内的反射能量）与入射通量之比，即ρ＝Eρ/E。这是在理想的漫反射情况下的定义，是指在整个电磁波波长范围的平均反射率。 实际上，地物对不同波长的电磁波是有选择性反射的。因此，光谱反射率的定义是：地物在某波段的反射通量与该波段的入射通量之比。 光谱反射率（例） 地物反射波谱特性 典型地物的反射特性--雪 典型地物的反射特性--水 典型地物的反射特性--树 典型地物的反射特性--沙漠 典型地物的反射特性--湿粘土 典型地物的反射特性--大理石 典型地物的反射特性--红砂岩 不同地物反射波谱特性的比较 3、影响地物反射率变化的因素 太阳位置对入射光的影响 太阳位置对入射光的影响 遥感器位置对接收能量的影响 地理位置对入射光的影响 地物本身的差异对反射率的影响 地物本身的差异对反射率的影响 地物本身的差异对反射率的影响 地物本身的差异对反射率的影响 沙漠在绿、红光波段内可近似看成是非选择性高反射体，反射率接近60%，而在近红外波段，虽然有两个吸收谷，但也可以近似地看成是 的非选择性反射体。 80 60 20 40 反射率% 波长（微米） 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 总的看来，在0.4～1.1微米光波段中，可把沙漠近似地看成非选择性高反射体。 波状沙丘 窝状沙丘 湿粘土反射率低，近于非选择性反射体。 80 60 20 40 反射率% 波长（微米） 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 灰白色大理石是反射率接近于40%的非选择性反射体。 80 60 20 40 反射率% 波长（微米） 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 红砂岩是反射率随波长增加而增大的选择性反射体。 80 60 20 40 反射率% 波长（微米） 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 不同的地物有不同的ρλ ，同一地物在不同波段有不同的ρλ ，即在图像色调（彩）上会有所差异。 灰白色大理石 湿粘土 阔叶树 针叶林 水 80 60 20 40 反射率% 波长（微米） 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 红砂岩 沙漠地 雪 蓝色 绿色 红色 近红外 地物的反射率主要取决于入射通量及地物本身性质（由定义可知）。 在被动遥感中，入射光主要来之太阳，太阳位置对地物的反射率有哪些影响呢？ E W S N 高度角 方位角 其高度角和方位角不同，太阳辐射经大气层到地面的路径不同，对地物的入射角不同引起入射能量的变化。为此，卫星设计在同一地方时间通过当地上空，但由于季节变化和地理纬度的差异造成太阳高度角和方位角变化是不可避免的。 反射光束 入射光束 θ θ′ φ φ′ 传感器大部分设计成垂直指向地面，这样反射率的影响较小。由于卫星姿态不稳定会引起遥感器的指向偏离垂直方向，因此反射率变化的影响不容忽视。 反射率 在同一时刻，不同地理位置的地物的太阳辐射能量不一样，因为太阳高度角和方位角不同，大气路径长短引起入射能量的变化。 健康松树与病虫害松树 病害初期 病害中期 波长 反射率 健康 不同含水量的土壤 60 40 20 含水量0～4% 含水量5～12% 波长 反射率 0.5 0.9 1.3 1.7 2.1 2.5 含水量22～32% 水体的含沙、浮游生物 30 20 10 藻类浮游物 含沙水流 波长（微米） 反射率 0.4 0.6 0.8 1.0 清水 * * Fundamentals of Remot