[物理]2-3遥感物理基础-4大气对电磁波的影响

第二章 遥感物理基础Physical basis of remote sensing 2.1 电磁波 与电磁波谱 (Electromagnetic wave and the electromagnetic spectrum) 2.2 物体电磁波发射特性 (Electromagnetic emission characteristics of the object) 2.3 地物的电磁波反射特性 (Electromagnetic wave reflection characteristics of the ground object) 2.4 大气对电磁波传输的影响 (Atmospheric effects on electromagnetic wave transmission)复习： 2.3 地物的电磁波反射特性(Electromagnetic wave reflection characteristics of the ground object) 1地物的反射类型 镜面反射、漫反射和 方向 反射 2反射率 与反射光谱？ 3不透明 地物发射率与反射率关系 ？ 4不同地物的反射波谱特征 ？ 植被 、 土壤 、 水体 、 岩石 、 城市地物 5影响地物光谱反射率变化的主要因素 ？ 6地物波谱特性的测量？1 实际地物的反射？反射波谱曲线？光谱反射率？ 2 反射率 与 反射波谱 Reflectance and reflectance spectroscopy 反射率： 物体反射的辐射 通 量占总入射 通 量的百分比。3 植被、水体、土壤光谱曲线特征？4 影响地物光谱反射率变化的主要因素？5 光谱测量原理？遥感过程6.接收 7. 遥感图像处理与信息提取8.应用2.大气传播5.平台、传感器1.能源3.地表发射与反射4.大气传播2.4 大气对电磁波传输的影响1 大气成分 和 大气 分层 结构 (Atmospheric composition & Hierarchical structure) 1 大气成分 (Atmospheric composition)？ 地球大气由多种物质混合组成，包括干洁空气、水汽、悬浮尘粒和杂质等。 干洁空气（干空气）：不包含水汽和固体杂质的整个混合气体； 主要成分： N2 78 、 O2 21 、 Ar， 占干空气容积的 99.97、占干空气质量的 99.95； 次要成分： CO2、 O3、 CO、 CH4、 H2S、 SOx 等等。 干空气中，以氮、氧、二氧化碳、臭氧最重要。 其他微粒：烟、尘埃、雾霾、小水滴、气溶胶大气成分 (Atmospheric composition) 在大气中的相对含量： 不变成分 （ 80km以下相对比例保持不变） ：主要有氮、氧、氩、二氧化碳、氦、甲烷、氧化氮、氢； 可变成分：臭氧、水蒸气、液态和固态水（雨、雾、雪、冰等）、盐粒、尘烟大气结构（ structure of the atmosphere）对流层 Troposphere：大气的最低层，自地面到 818 km， 平均 12km。 特点 ：l 1剧烈的垂直对流运动，气温随高度的升高而降低（ -0.6 /100m），why？l 2空气密度大，水汽含量不固定，1.2-3km云分布，尘烟多。l 3该层大气吸收、散射引起电磁衰减，是电磁波传输的主要研究内容。平流层 Stratosphere ：从对流层顶到 55km 高度为平流层。特点 气流以水平运动为主，气温随高度的升高不变或微升 （？）， 大气透明度良好。大气平稳，天气晴朗。25-30 km：臭氧层，温度可达 70-100大气结构（ structure of the atmosphere）中间层 Mesosphere ：从平流层顶到 80km 高度。特点 温度随高度升高迅速降低存在强烈的垂直对流，所以该层又称为高空对流层。大气结构（ structure of the atmosphere）电离层 Thermosphere ：从中间层顶到 800km 高空。特点：1. 空气稀薄，以氧原子为主；2. 温度因大气强烈吸收太阳紫外辐射而随高度上升迅速升高；3. 高度电离。它能够反射无线电波，利于通讯；常常出现极光。大气结构（ structure of the atmosphere）外层 Exosphere ：电离层顶以上的大气，是地球大气向星际空间过度的层次。特点：1. 空气极其稀薄；2. 温度很高，而且随高度升高， 1000 ；3. 引力小，高速运动的分子可逃逸至宇宙空间。大气结构（ structure of the atmosphere）2 大气对电磁辐射的影响2 大气对电磁辐射的影响： 大气吸收Absorption 氧气（ O 2 ）臭氧 (O 3 ) 二氧化碳 (CO 2 ) 水汽 Water vapor自然照明下的植被的反射光谱人工照明条件下的植被反射光谱水汽 Water vapor3大气对电磁辐射的影响：大气散射Scattering 大气散射 : 辐射在传播过程中遇到小微粒而使传播方向改变，并向各个方向散开。 散射对遥感数据的影响 对反射辐射成分的改变 改变传感器所接受的电磁波信息 大气散射集中于太阳辐射能量较强的可见光区。散射类型、特点？读 P27-29散射的方式随 电磁波长 与大气分子直径、气溶胶微粒大小