遥感概论第二章重点.doc

一、电磁波的性质1.在真空中以光速传播 c = f 2.反射、吸收、透射现象 3.散射4.偏振二、电磁波与物体相互作用过程中，会出现三种情况：反射、吸收、透射，遵守能量守恒定律（如果是不透明的物体,物体的反射率大，发射率就小）三、反射的分类1.镜面反射（理想状态）2.漫反射（理想状态）3.混合反射：各个方向反射强度差不多4.方向反射：有一个方向反射特别强四、定义反射：电磁辐射与物体作用后产生的次级波返回原来的介质，这种现象称反射。该次级波便称之为反射波（辐射）。 反射率：物体的反射辐射通量与入射辐射通量之比。透射：电磁辐射与介质作用后，穿过该介质到达另一种介质的现象或过程。 透射率：透射能量与入射总能量之比。偏振：如果电磁波在各方向上振幅大小不相同，且各方向振动之间没有固定位相关系，极大值与极小值之间的夹角为90，则称该波发生了偏振现象。五、电磁波谱：按照电磁波的波长（频率的大小）长短，依次排列成的图表，称为电磁波谱。按频率从短到长可分为射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、微波、无线电波可见光谱中的各种颜色成分大致所属的波长区间： 红：620760nm 橙：590620nm 黄：560590nm 绿：500560nm 青：470500nm 蓝：430470nm 紫：380430nm 红外波段波长范围0.761000m，遥感所用波段如下： 近红外： 0.73 m中红外： 38 m 远红外： 815 m微波波长范围1mm1m六、各种电磁波的不同与共性不同点：传播的方向性、穿透性、可见性、颜色不同共性：传播速度相同；遵守相同的反射、折射、透射、吸收和散射定律；都是横波，遵循横波的一切特性七、黑体：对任何波长的辐射，反射率和透射率都等于0 黑体是一种理想的吸收体和辐射发射体，自然界没有真正的黑体(黑体的辐射通量密度按波长的分布是稳定的，仅与温度有关，与黑体的材料和性质无关)八、黑体辐射的规律斯忒藩玻尔兹曼定律：辐射通量密度随温度增加而迅速增加，与温度的4次方成正比（红外装置测试温度的理论根据） M=T4 =5.671012 W/cm-2K-4 M为总辐射出射度维恩位移定律：黑体温度越高，其曲线的峰顶就越往左移，即往波长短的方向移动(高温物体发射较短的电磁波，低温物体发射较长的电磁波) maxT=b b=2898 m K9、 实际物体的辐射基尔霍夫定律：M=M。 为比辐射率或发射率 M。为实际辐射出射度十、太阳常数：不受大气影响，在距离太阳一个天文单位（约 15,000万公里 ）的区域内，垂直于太阳辐射方向的单位面积、单位时间的黑体所接收的辐射能量。（1.95W/cm2 min）十一、太阳辐照度与太阳高度角的关系:十二、太阳辐射为5900K的黑体辐射,为短波辐射（太阳辐射总能量的40集中于0.40.76um的可见光范围内，51在0.76-1.4um近红外部分） 十三、从太阳辐照度分布曲线可以看出：太阳辐射的光谱是连续的它的辐射特性与绝对黑体的辐射特性基本一致 从近紫外到中红外（0.3-6m）这一波段区间能量最集中而且相对来说较稳定；被动遥感主要利用可见光、红外等稳定辐射 十四、地球辐射主要包括:可见光、近红外、中红外和远红外的辐射十五、地球辐射的分段特性:0.3-2.5微米波段(主要在可见光与近红外波段)，地表以反射太阳辐射为主，地球自身的辐射可忽略。2.5-6.0微米波段(主要在中红外波段)，地表以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。6.0微米以上的热红外波段，地球自身的热辐射，地表反射太阳辐射可忽略。16、 散射：电磁辐射与结构不均匀的物体作用后,向各个方向传播的现象。它是反射、折射、衍射的综合反映。主要发生在可见光波段(太阳辐射通过大气层时，受到大气中气体分子的散射和大气中固体、微粒、液体的散射)17、 大气散射的类型瑞利散射：由较小的大气分子引起的。当微粒直径比辐射波长小得多时，即，所引起的散射称瑞利散射。它主要由大气分子对可见光的散射引起的，所以也叫分子散射。当波长大于1时，瑞利散射可不予考虑，故红外线和微波可以不考虑瑞利散射的影响。但在可见光中由于波长愈短，瑞利散射的影响愈大，如晴空呈兰色，由于大气中的气体分子把波长较短的兰光散射到天空中的缘故。米氏散射：当微粒直径与波长相差不大，即时，所引起的散射。米氏散射主要由大气中的气溶胶所引起的。由于大气中的云、雾等悬浮粒子的大小与0.7615的红外线的波长相近，因此云、雾对红外线的米氏散射有影响。非选择性散射：当微粒的直径比波长大得多时，即时，所发生的散射称为非选择性散射。当时，为一常数，散射强度与波长无关，即任何波长的散射强度相同。因此大气中的水滴、雾、烟尘等气溶胶对太阳辐射常常出现这种散射。常见的云或雾均由大水滴组成，即，对各种波长的可见光散射均相同，呈白色。这种散射将使传感器接收到的数据受到严重影响。十八、大气窗口：电磁波在大气中传输过程中吸收和散射很小，透射率很高的波段。 十九、大气窗口的主要光谱段：0.31.3um： 即紫外、可见光、近红外波段1.51.8um,2.03.5um：近、中红外波段3.55.5um：中红外波段 814 um：远红外波段0.82.5cm：微波波段二十、反射波谱是某物体的反射率（或反射辐射能）随波长变化的规律，以波长为横坐标，反射率为纵坐标所得的曲线即称为该物体的反射波谱特性曲线。物体的反射波谱限于紫外、可见光和近红外，尤其是后两个波段。物体的反射波谱受物体的组成成分、结构、表面状态以及物体所处环境的控制和影响。 二十一、绿色植被反射波谱曲线特性：可见光（ 0.40.76 m）绿光处有一小反射峰，两侧 0.45m 蓝和 0.67 m红是两个吸收带，所以叶片呈现绿色。 近红外波段（ 0.70.8m）红外反射率急剧上升，在 0.8微米达到顶峰，这区间反射率曲线很陡峻，几乎为近垂直的直线（ 植被红外陡坡效应 ），是植被独有的特征。 到达顶峰后植被反射率变化平缓，形成略有起伏的高平台 (红外平台） 中红外波段（ 1.32.5m ） 受到含水量的影响，以 1.45m、 1.95m、 2.7m为中心是水的吸收带，形成低 谷。二十二、水体反射