第二章遥感物理基础.pptVIP

第一页，共三十页，2022年，8月28日 遥感基本原理 地球上任何物体都在不停吸收、发射和反射信 息和能量（电磁波），不同物体的电磁波特性 是不同的，遥感就是根据这个原理来探测地表 物体对电磁波的反射和自身发射的电磁波，来 提取这些物体的信息，完成远距离识别物体。 第二页，共三十页，2022年，8月28日 基本概念 第三页，共三十页，2022年，8月28日 按电磁波在真空中传播的波长或频率递增或递减顺序排列，就得到电磁波谱 电磁辐射波谱 第四页，共三十页，2022年，8月28日 黑体 黑体概念：实验室理想的热辐射特征研究对象—物理学概念—（黑体=全吸收体） 黑体是对外界辐射量完全吸收的理想物体，自然界并不存在。 自然界存在着灰体，即一部分能量吸收，一部分能量反射。灰体辐射的规律接近黑体。 第五页，共三十页，2022年，8月28日 辐射源 第六页，共三十页，2022年，8月28日 地球的辐射源 地球辐射：地球表面和大气电磁辐射的总称。 地球辐射是被动遥感中传递地物信息的载体。 装载在航天航空平台上的遥感器，接受来自地球辐射携带的地物信息，经过处理形成遥感影像。 第七页，共三十页，2022年，8月28日 被动遥感的辐射源 太阳辐射近似6000K的黑体辐射，能量集中在0.3～2.5um波段之间。（可见光和近红外） 地球自身热辐射近似300K的黑体辐射，能量集中在6.0um以上的波段。（热红外） 第八页，共三十页，2022年，8月28日 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.4 2.6 2.8 3.0 大气上界太阳照度 58000K黑体辐射 海平面太阳照度 太阳辐射 第九页，共三十页，2022年，8月28日 大地辐射 0 ~ 3 占有 0.2 % 3 ~ 5 占有 0.6 % 5 ~ 8 占有 10 % 8 ~ 14 占有 50 % 14 ~ 30 占有 30 % 30 ~ 100 占有 9 % 1 mm 占有 0.2 % 大地也近似可看为黑体，向外辐射能量。 大地辐射能量分布为： 这就是热红外的波段划分的依据。 注意： 遥感夜晚成象可以反映地表温度。 第十页，共三十页，2022年，8月28日 在0.3～2.5um波段（主要在可见光和近红外波段），地表以反射太阳辐射为主，地球自身的辐射可以忽略 。即在该波段范围内，对地观测遥感主要以太阳的短波辐射对地表进行探测和成像。 在2.5～6.0um波段（主要在中红外波段），地表反射太阳辐射和地球自身的热辐射均为被动遥感的辐射源。 在6.0um以上的热红外波段，以地球自身的热辐射为主，地表反射太阳辐射可以忽略。（热红外成像） 地球辐射的分段特性 第十一页，共三十页，2022年，8月28日 了解地球辐射的分段特性的意义 可见光和近红外波段遥感图像上的信息来自地物反射特性。 中红外波段遥感图像上，既有地表反射太阳辐射的信息，也有地球自身的热辐射的信息。 热红外波段遥感图像上的信息来自地球自身的热辐射特性。 第十二页，共三十页，2022年，8月28日 大气能量-物质交换作用 第十三页，共三十页，2022年，8月28日 大气电磁辐射作用 大气的成分 大气的垂直分层 太阳辐射的衰减与天空辐射 （1）衰减系数 （2）大气散射 （3）大气吸收 （4）天空辐射 第十四页，共三十页，2022年，8月28日 Re-emission of Infrared Radiation 第十五页，共三十页，2022年，8月28日 大气的垂直分层 大气厚度约为1000km,从地面到大气上界，可垂直分为4层： 对流层：高度在7～12 km,温度随高度而降低，空气明显垂直对流，天气变化频繁，航空遥感主要在该层内。上界随纬度和季节而变化。 平流层：高度在12～50 km，没有对流和天气现象。底部为同温层（航空遥感活动层），同温层以上为暖层，温度由于臭氧层对紫外线的强吸收而逐渐升高。 电离层：高度在50～1 000 km，大气中的O2、N2受紫外线照射而电离，对遥感波段是透明的，是陆地卫星活动空间。 大气外层：800～35 000 km ,空气极稀薄，对卫星基本上没有影响。 第十六页，共三十