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遥感中哪些问题与电磁波有关： 1、观测对象（称为“地物”）的表现形式（色调或颜色）； 2、传感器的设计； 3、观测图像的识别与理解。 ┉┉ 二、电磁波的概念 定义：在真空或物质中通过传播电磁场的振动而传输电磁能量的波。 电磁波是怎样产生的？ 电磁波是物质内部组成部分的运动而产生的，不同性质、结构的物质会产生不同波长的电磁波，尤其是与物质的原子能级、分子能级和固体能级有直接关系。 电磁波的产生有三种光谱形式： 原子光谱、分子光谱和晶体光谱。 1、原子光谱 2、分子光谱 3、晶体光谱 三、电磁波的性质 1、波动性 2、粒子性 大气窗口： 电磁波辐射在大气传输中透过率比较高的波段。 ① 太阳辐射经大气到达地面的辐射照度 式中 到 为整个地球大气的厚度， 为太阳天顶角， 为太阳辐射照度。 ② 地物辐射（反射、发射）后到达传感器的辐射照度 ③ 大气散射和辐射引起的照度 若遥感器的光谱响应系数为 ，大气散射和由于大气辐射所形成的天空辐射密度为 ，则辐射传输方程为： 五、电磁波的传播特性 为什么要研究此问题？因为电磁波的传输特性对遥感成像有直接的影像。 1、大气层的组成结构 大气成份：主要有氮、氧、氩、二氧化碳、氦、甲烷、氧化氮、氢(不变成份)、臭氧、水蒸气、液态和固态水(雨、雾、雪、冰等)、盐粒、尘烟(可变成份)等组成。 不变成份：物质在80公里以下的相对比例保持不变。 可变成份：物质含量随高度、湿度、位置的变化而变化。 大气厚度：约为1000km， 自下而上大致分为：对流层、平流层、电离层、大气外层 大气垂直分层与遥感平台的高度情况 太阳 公里 25000 1500 1000 400 100 80 55 30 25 12 6 2 300 110 气象卫星 通讯卫星 36000公里 资源卫星 气象卫星 800~900公里 电离层 侦察卫星 航天飞机 150~200公里 电离层 电离层 气球 O3 层 飞机、气球 飞机、气球 飞机 5~10℃ -55~-75℃ 70~100℃ 600~800℃ -55℃ -55℃ 230℃ 2.7×1019分子/厘米3 8.6×1018分子/厘米3 1.8×1018分子/厘米3 4×1016分子/厘米3 4×1017分子/厘米3 1015分子/厘米3 1.3×1014分子/厘米3 1010分子/厘米3 106电子/厘米3 105电子/厘米3 H+ He++ F D C 外 大 气 层 质子层 氮层 电 离 层 平 流 层 对 流 层 冷层 暖层 同温层 上层 中层 下层 2、大气层对电磁波传播的影响 大气层对电磁波传输过程的影响： 折射(refraction) 反射(reflection) 散射(scattering) 吸收(absorption) 对遥感数据最主要的影响因素是散射和吸收。 大气折射： 电磁波穿过大气层时，会产生传播方向的改变，也就是会发生折射现象。 大气密度越大，折射率越大；离地面高度越大，空气越稀薄，折射率也越小。 电磁波在大气中传播的轨迹是一条曲线！ 大气反射： 反射现象主要发生在云层顶部，取决于云量和云雾，而且波段不同其影响不同，削弱了电磁波强度。 因此，应尽量选择无云的天气进行遥感观测，使大气的反射影响最小。 大气散射 电磁波传播过程中，若碰到小粒子，如气体中的尘埃、水珠等，由于上面各种作用无特定方向的同时发生，使辐射向四面八方散去，电磁波的强度和方向发生各种变化，这种现象就是散射，散射的强度随波长而改变。 大气散射的性质与强度取决于大气层中分子或微粒的半径α及被散射电磁波的波长λ。 若雾滴半径为α ，散射面积比为K(K=A/πα2，A为散射面积)每立方厘米中雾滴数为n，则散射系数γ为： γ=π?n?K?α2 在实际中n、α 很难测定，难以用定量表达，常用定性的表述。 散射的危害：增加信号中的噪声成分，影像偏色、反差降低。 随着波长和雾滴半径之间的关系变化，散射形式有三种：瑞利散射、米氏散射。 瑞利散射： 由尺寸远远小于电磁波波长λ的微粒引起的散射。 其散射能力与波长的关系：γ∝ 1/λ4 其散射能力与波长有关，属于选择性散射。波长愈短，散射能力愈强。 提问问题：在晴天，天空为什么呈蓝色？ 米氏散射： 由尺寸与波长λ相当的微粒（水滴、烟尘、花粉、