地物的反射波谱特性.ppt

地物波谱：地物的电磁波响应特性随电磁波长改变而变化的规律，称为地表物体波谱，简称地物波谱。 地物波谱特性是电磁辐射与地物相互作用的一种表现。 地物波谱的作用：不同类型的地物，其电磁波响应的特性不同，因此地物波谱特征是遥感识别地物的基础。,地物波谱的特性,不同电磁波段中地物波谱特性,可见光和近红外波段：主要表现地物反射作用和地物的吸收作用。（树叶苍翠欲滴、水下温度） 热红外波段：主要表现地物热辐射作用。（热红外灵敏遥感器夜间成像河流为亮色条带，但热红外白天成像河流为暗色条带） 微波波段：主动遥感利用地物后向散射；被动遥感利用地物微波辐射。,可见光和近红外波段地物波谱特征地物反射波谱特征,太阳辐射到达地表后，一部分反射，一部分吸收，一部分透射，即： 到达地面的太阳辐射能量反射能量吸收能量透射能量。 一般而言，绝大多数物体对可见光都不具备透射能力，而有些物体如水，对一定波长的电磁波则透射能力较强，特别是0. 450. 56m的蓝绿光波段。一般水体的透射深度可达1020 m，清澈水体可达100 m的深度。 地表反射的太阳辐射成为遥感记录的主要辐射能量。,地物反射,地物的反射：太阳光通过大气层照射到地球表面，地物会发生发射作用，反射后的短波辐射一部分为遥感器所接收。 反射率（）：地物的反射能量与入射总能量的比，即=(P/ P 0)100%。表征物体对电磁波谱的反射能力。 反射率是可以测定的。 地物在不同波段的反射率是不同的，利用地物反射率的差别，可以判断地物的属性。 反射率也与地物的表面颜色、粗糙度和湿度等有关。,地物反射率,地物的反射类型：根据地表目标物体表面性质的不同，物体反射大体上可以分为3种类型，即镜面反射、漫反射、实际物体的反射 （1）镜面反射：发生在光滑物体表面的一种反射。物体的反射满足反射定律，反射波和入射波在同一平面内，入射角等于反射角。 只有在反射波射出的方向才能探测到电磁波。 例子：水面是近似的镜面反射，在遥感图像上水面有时很亮，有时很暗，就是这个原因造成的。,物体表面性质对反射的影响,（2）漫反射：发生在非常粗糙的表面上的一种反射现象。不论入射方向如何，其反射出来的能量在各个方向是一致的。 即当入射辐照度I一定时，从任何角度观察反射面，其反射辐照亮度是一个常数，这种反射面又叫朗伯面。 （3）实际物体反射：介于镜面和朗伯面（漫反射）之间的一种反射。自然界种绝大多数地物的反射都属于这种类型的反射，又叫非朗伯面反射。 对太阳短波辐射的反射具有各向异性，即实际物体面在有入射波时各个方向都有反射能量，但大小不同。,遥感图像上记录的辐射亮度，既与辐射入射方位角和天顶角有关，也与反射方向的方位角和天顶角有关。 由于镜面反射会造成太阳光直接进入遥感器，在成像时间选择上，应避免中午成像，防止形成镜面反射。否则水体会形成非常亮的耀斑，周围地物的反射信息有受到干扰和削弱。,了解物体表面性质对反射影响的意义,地物反射波谱：是研究可见光至近红外波段上地物反射率随波长的变化规律。 表示方法：一般采用二维几何空间内的曲线表示，横坐标表示波长，纵坐标表示反射率。,地物反射波谱,植被 土壤 水体 岩石,常见的几种地物类型波谱特征,植被的波谱特征,在0.45um附近（蓝色波段）有一个吸收谷； 在0.55um附近（绿色波段）有一个反射峰； 在0.67um附近（红色波段）有一个吸收谷。 从0.76um处反射率迅速增大，形成一个爬升的“陡坡”,至1.1um附近有一个峰值，反射率最大可达50，形成植被的独有特征。,在可见光波段,在近红外波段,1.51.9um光谱区反射率增大； 以1.45um，1.95um，2.70um为中心是水的吸收带，其附近区间受到绿色植物含水量的影响，反射率下降，形成低谷。,植物的光谱曲线,影响植被波谱特征的主要因素,植物类型 植物生长季节 病虫害影响等 植被波谱特征大同小异，根据这些差异可以区分植被类型、生长状态等。,不同植被类型的光谱曲线比较,To be continued,土壤的波谱特征,自然状态下土壤表面的反射曲线呈比较平滑的特征，没有明显的反射峰和吸收谷。 在干燥条件下，土壤的波谱特征主要与成土矿物（原生矿物和此生矿物）和土壤有机质有关。 土壤含水量增加，土壤的反射率就会下降，在水的各个吸收带（1.4um、1.9um、2.7um处附近区间），反射率的下降尤为明显。,三种不同类型土壤在干燥环境下的光谱曲线,水体的波谱特征,纯净水体的反射主要在可见光中的蓝绿光波段，在可见光其它波段的反射率很低。 近红外和中红外纯净的自然水体的反射率很低，几乎趋近于0。,水中其它物质对波谱特征的影响,水中含有泥沙，在可见光波段的反射率会增加，峰值出现在黄红区。 水中含有水生植物叶绿素时，近红外波段反射率明显抬高。,叶绿素含量不同时水体的光谱曲线,岩石矿物的光谱曲线,岩石的反射波谱主要由矿物成分、矿物含量、物质结构等决定。 影响岩石矿物波谱曲线的因素包括岩石风化程度、岩石含水状况、矿物颗粒大小、岩石表面光滑程度、岩石色泽等。,岩石的光谱曲线,地物波谱曲线的作用,物体波谱曲线形态，反映出该地物类型在不同波段的反射率，通过测量该地物类型在不同波段的反射率，并以此与遥感传感器所获得的数据相对照，可以识别遥感影像中的同类地物。,应用地物波谱特征需要注意的问题,绝大部分地物的波谱值具有一定的变幅，它们的波谱特征不是一条曲线，而是具有一定宽度的曲带。 地物存在“同物异谱”和“异物同谱”现象。 “同物异谱”是指两个类型的个体地物，在某个波段上波谱特征不同；“异物同谱”是指不同类型的地物具有相同的波谱特征。,BACK,影响地物波谱特征变化的因素,太阳位置 传感器位置 地理位置 地形 季节 气候变化 地面湿度变化 大气状况等,在遥感中，测量地物的反射波谱特性曲线主要有以下三种作用： （1），它是选择遥感波谱段，设计遥感仪器的依据； （2），在外业测量中，它是选择合适的飞行时间的基础资料； （3），它是有效地进行