遥感导论第2章lcg课件

第2章电磁辐射与地物光谱特征遥感卫星树木水体草丛裸露的地表路面建筑物第2章电磁辐射与地物光谱特征本章主要内容电磁波谱与电磁辐射太阳辐射及大气对辐射的影响地球的辐射与地物波谱一、电磁波谱1.波的概念：波是振动在空间的传播。横波：质点的振动方向与波的传播方向垂直。§2.1电磁波谱与电磁辐射一、电磁波谱纵波：质点的振动方向与波的传播方向相同。

机械波：声波、水波和地震波E=电场矢量M=磁场矢量c=光速一、电磁波谱2.电磁波:（ElectromagneticSpectrum)由振源发出的电磁振荡在空气中传播。电磁波由相互垂直的电场和磁场组成。一、电磁波谱电磁波产生的原理：一、电磁波谱3.电磁波谱：按照电磁波在真空中传播的波长或频率的大小排列成的一个连续谱带。一、电磁波谱3.电磁波谱以频率从高到低排列，可以划分为r射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、无线电波。在真空状态下，频率f与波长之积等于光速c。3.电磁波谱在电磁波谱中，波长最长的是无线电波，无线电波按照波长不同，分为长波、中波、短波、超短波；其次是微波、红外线、可见光、紫外线；再次是X射线、波长最短的为γ射线。整个电磁波构成一个完整的、连续的波谱图。3.电磁波谱(1)各种类型的电磁波的波长λ或频率f之所以不同，是由于产生电磁波的波源不同。例如，可见光，地球上一般的物体都能发射；而微波，则需要专门的微波设备才能发射出来，它是主动遥感的一种主要电磁波。3.电磁波谱(2)在电磁波谱中，各种类型的电磁波，由于波长λ的不同，它们的性质有很大差别。穿透性：微波可以穿透云、雨、烟、雾等；可见性和放色性：可见光波段，可被人直接感觉到，看到物体不同的颜色。3.电磁波谱(3)电磁波的单位表示，常用的长度计量单位：1m=100cm=1000mm=1000000μm=1000000000nm1m=102cm=103mm=106μm=109nm在电磁波谱中，不同波段使用的波长单位不相同：无线电波(km或m)；微波(cm或mm)；红外波段(μm);可见光、紫外波段(nm或μm)一、电磁波谱4.电磁波的性质(1)电磁波是横波；(2)在真空中以光速传播；(3)满足：电磁波的性质与光波相同在真空中传播速度为c。4.电磁波的性质(4)电磁波具有波粒二象性。电磁波在传播过程中，主要表现为波动性；在与物质相互作用时，主要表现为粒子性，这就是电磁波的波粒二象性。波动性：电磁波是以波动的形式在空间传播的，因此具有波动性粒子性：它是由密集的光子微粒组成的，电磁辐射的实质是光子微粒的有规律的运动。紫外线(UV)：0.01-0.38μm，碳酸盐岩分布、水面油污染。由于紫外线在大气中散射严重，而太阳辐射中含有紫外线，当太阳光通过大气层时，波长小于0.3μm的紫外线几乎被吸收，只有0.3-0.38μm波长的紫外线部分能够到达地面，能量较少。5.遥感常用的电磁波波段的特性可见光：0.38-0.76μm，鉴别物质特征的主要波段；是遥感最常用的波段。可见光在电磁波谱中仅占一个狭窄的空间，由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫色光组成。人眼对可见光可直接感觉，不仅对可见光的全色光，对不同波段的单色光，也都有这种能力。也就是传感器可以把全色光记下来，也可以把各波段记下来，因此，可见光是识别地物特征的主要波段。5.遥感常用的电磁波波段的特性红外线(IR)

：0.76-1000μm。近红外0.76-3.0μm中红外3.0-6.0μm远红外6.0-15.0μm超远红外15-1000μm。（近红外又称光红外或反射红外；中红外和远红外又称热红外。）5.遥感常用的电磁波波段的特性微波：1mm-1m。全天候遥感；有主动与被动之分；具有穿透能力；发展潜力大。可分为毫米波、厘米波、分米波。由于微波的波长比可见光、红外线要长，所以能够穿透云雾而不受天气影响，能够进行全天候全天时遥感探测。微波遥感主要采用主动方式成像，另外，微波针对某些物质具有一定的穿透能力，能直接穿过植被、冰雪、土壤等表层覆盖物的影响。5.遥感常用的电磁波波段的特性§2.1电磁波谱与电磁辐射二、电磁辐射的度量1.辐射源任何物体都是辐射源，不仅能够吸收其他物体对他的辐射，也能够向外辐射。电磁波的传递实质上是电磁能量的传递。因此，遥感探测实际上是辐射能量的测定。辐射源(1)自然辐射源太阳辐射：是可见光和近红外的主要辐射源；常用6000k的黑体辐射来模拟；其辐射波长范围极大；辐射能量集中-短波辐射。大气层对太阳辐射的吸收、反射和散射。地球的电磁辐射：小于3μm的波长主要是太阳辐射的能量；大于6μm的波长，主要是地物本身的热辐射；3-6μm之间，太阳和地球的热辐射都要考虑。二、电磁辐射的度量辐射源（2）人工辐射源：主动式遥感的辐射源。雷达探测。分为微波雷达和激光雷达。微波辐射源：0.8-30cm激光辐射源：激光雷达—测定卫星的位置、高度、速度、测量地形等。二、电磁辐射的度量二、电磁辐射的度量辐射能量（W）：电磁辐射的能量，单位：J。辐射通量（Φ

）：单位时间内通过某一面积的辐射能量,单位:W。辐射通量密度（E）：单位时间内通过单位面积的辐射能量，单位：W/m2ddsΦddsΦ

辐照度（I）：被辐射的物体表面单位面积上的辐射通量，单位：W/m2

。辐射出射度（M）：辐射源物体表面单位面积上的辐射通量，单位：W/m2

。辐射亮度（L）：辐射源在某一方向，单位投影表面，单位立体角内的辐射通量，单位W/(sr•m2)二、电磁辐射的度量？朗伯源？绝对黑体三、黑体辐射地表温度~27ºC=?ºk太阳温度~6000K

=?ºc27ºC+273=300K6000K-273=5727ºC所有温度超过0K的物体向外辐射电磁能量。0K=-273ºC，0ºC=273K§2.1电磁波谱与电磁辐射1.绝对黑体绝对黑体：对任何波长的电磁辐射都全部吸收的物体。(自然界并不存在真正的黑体，它只是被用做比较标准的一种理想物体)

2.黑体辐射规律随着温度的升高，峰值向短波方向移动T=1273Ko=1000oCT=873Ko=600oCT=673Ko=400CoT=1073Ko=800Co1234Mwatts/cm/m)l

(m21.02.03.04.05.06.07.08.0波长m维恩位移定律:黑体的温度越高，辐射最大值对应的峰值波长向短波方向移动。其辐射最强部分的波长(max)就越短.辐射出射度随着温度的升高，曲线以下区域的面积增大。表示温度高的黑体向外辐射更多的能量。三、黑体辐射

2.黑体辐射规律三、黑体辐射普遍适用于绝对黑体辐射的公式，叫做普朗克公式。

其中，c为真空中的光速，k为波尔兹曼常数，k=1.38×10-23J/K；H为普朗克常数，h=6.626×10-34Js，M为辐射出射度。（1）斯忒藩—波尔兹曼定律绝对黑体的总辐射出射度与黑体温度的四次方成正比。M=T4其中M=总的辐射出射度(W/m2)=斯忒藩—波尔兹曼常量=5.6697x10-8Wm-2K-4T=黑体表面的绝对温度(K)

2.黑体辐射规律物体温度愈高，其辐射能力愈强。

（2）维恩位移定律黑体辐射光谱中最强辐射的波长与黑体绝对温度T成反比。

其中max：辐射最强部分波长(m)b=2898m•KT=黑体温度(K)

2.黑体辐射规律答：不同温度下黑体辐射强度与温度的关系

推论

物体的温度愈高，辐射能量最大值的波长愈短，随着物体温度不断增高，最大辐射波长由长向短位移。太阳辐射是短波辐射，人、地面和大气辐射是长波辐射。黑体辐射的三个特性辐射通量密度随波长连续变化，每条曲线只有一个最大值。温度越高，辐射通量密度越大，不同温度的曲线不同。随着温度的升高，辐射最大值所对应的波长向短波方向移动。

2.黑体辐射规律

2.黑体辐射规律例：人体正常温度为37°C，试计算人体热辐射对应的max

？（2）维恩位移定律解：根据维恩位移定律max•

T=b求出人体热辐射对应的max=b/T

max=2.898x10-3m•K/（37+273）K=9.35m三、黑体辐射把实际物体看做辐射源，研究其辐射特性，将其与绝对黑体进行比较。3、实际物体的辐射(1)基尔霍夫定律：B0B1B2B3

推论

对不同性质的物体，辐射能力较强的物体，吸收能力也较强；反之，辐射能力弱者，吸收能力也弱，黑体的吸收能力最强，所以它也是辐射能力最强的物体。

对同一物体，如果在温度T时它放射某一波长的辐射，那么，在同一温度下它也吸收这一波长的辐射。3、实际物体的辐射(1)基尔霍夫定律：3、实际物体的辐射(2)实际物体的辐射：常用地物的辐射出射度M与同温度的黑体辐射出射度的比值M0。公式ε=M/M0推论：1、绝对黑体有最大的吸收率，也有最大的发射率2、实际物体，吸收本领越大，发射本领越大。α=ε三、黑体辐射灰体：没有显著的选择吸收，吸收率虽然小于1，但基本上不随波长变化，这种物体叫做灰体。三、黑体辐射

§2.2太阳辐射及大气对辐射的影响1/12/202338§2.2太阳辐射及大气对辐射的影响传感器Sun云透射大气散射*大气吸收入射能量地表反射过程辐射过程地面辐射大气辐射地表反射大气散射***选择性散射**非选择性散射大气大气影响一、太阳辐射太阳辐射：太阳是遥感主要的辐射源，又叫太阳光，在大气上界和海平面测得的太阳辐照度曲线如图所示。从太阳辐照度分布曲线可以看出,太阳光谱是连续的光谱，且辐射特性与绝对黑体辐射特性基本一致。§2.2太阳辐射及大气对辐射的影响

太阳辐射的能量主要集中在可见光，其中0.38—0.76µm的可见光能量占太阳辐射总能量的43.5%，最大辐射强度位于波长0.47µm左右；到达地面的太阳辐射主要集中在0.3～

3.0µm波段，包括近紫外、可见光、近红外和中红外；经过大气层的太阳辐射有很大的衰减；各波段的衰减是不均衡的。

一、太阳辐射太阳光谱相当于6000K的黑体辐射；一、太阳辐射

（1）太阳活动剧烈，如黑子、耀斑爆发；（2）被动遥感主要利用可见光、红外等稳定辐射。太阳光谱是连续的，且辐射特性与绝对黑体辐射特性近似；各波段所占能量比例不同，中紫外、近紫外、可见光、近红外、中红外部分约占太阳总辐射的99.57%，Gamma射线、X射线、远紫外、远红外及微波波段的总能量不到之处1%。高层大气平流层对流层地面紫外线红外线水汽和二氧化碳吸收红外线空气分子细小尘埃射反散射可见光臭氧吸收紫外线臭氧(O3)层问题：（一）太阳辐射通过哪些环节被衰减了？（二）哪些环节的衰减作用具有选择性特征？（三）参与作用的大气成分有哪些？可见光可见光红外线大气对太阳辐射的衰减作用大气的传输特性：大气对电磁波的吸收、散射和透射的特性。这种特性与波长和大气的成分有关。大气的成分：多种气体、固态和液态悬浮的微粒混合组成的。大气物质与太阳辐射相互作用，是太阳辐射衰减的重要原因。§2.2太阳辐射及大气对辐射的影响1.大气层次与成分二、大气吸收大气的垂直分层：对流层、平流层、电离层和大气外层。对流层：高度在7～12km,温度随高度而降低，天气变化频繁，航空遥感主要在该层内。平流层：高度在12～50km，底部为同温层（航空遥感活动层），同温层以上，温度由于臭氧层对紫外线的强吸收而逐渐升高。§2.2太阳辐射及大气对辐射的影响1.大气层次与成分二、大气吸收大气的垂直分层：对流层、平流层、电离层和大气外层。电离层：高度在50～1000km，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：800～35000km,空气极稀薄，对卫星基本上没有影响。§2.2太阳辐射及大气对辐射的影响1.大气层次与成分二、大气吸收1.大气层次与成分大气组成：分子和其他微粒分子：氮和氧占99%，臭氧、二氧化碳、水分子及其他（N2O，CH4，NH3等）约占1%。颗粒：烟、尘埃、雾、小水滴和气溶胶。气溶胶是一种固体、液体的悬浮物，直径0.01-30μm。二、大气吸收§2.2太阳辐射及大气对辐射的影响Visible2、大气对辐射的吸收作用特定波长的大气吸收0.80.60.40.21.0x104.2.4.81.01.41.82.02.42.62.83.0HOCo22HO2HO2HO2HO2O2Wavelength,mm

H2OO3

O2H2OO2H2OCO2H2OH2OH2O波长,m辐射出射度

(M/m2)大气上界

6000K黑体

地球表面辐射曲线图可见光二、大气吸收大气的吸收作用对太阳辐射有选择性吸收,形成太阳辐射的大气吸收带。2、大气对辐射的吸收作用O2吸收带<0.2μm,0.155μm最强,0.6μm和0.76μm窄带吸收O3吸收带0.2～0.32μm,0.6μm,9.6μmH2O吸收带2.5～3.0μm,5～7μm,0.94μm,1.13μm,1.38μm,1.86μm,3.24μm，>24μmCO2吸收带2.8μm,4.3μm,14.5μm尘埃吸收量很小2、大气对辐射的吸收作用主要吸收带：氧气：小于0.2

μm；0.155为峰值。高空遥感很少使用紫外波段的原因。臭氧：数量极少，但吸收很强。0.2-0.36μm，0.6μm，两个吸收带；对航空遥感影响不大。水：吸收太阳辐射能量最强的介质。到处都是吸收带。主要的吸收带处在红外和可见光的红光部分。因此，水对红外遥感有极大的影响。二氧化碳：量少；吸收作用主要在红外区内。可以忽略不计。2、大气对辐射的吸收作用大气吸收作用的特点：（1）大气分子吸收光谱越强,对应波段到达地面的太阳辐射越弱；（2）大气中不同分子对太阳光谱的吸收率不同；（3）吸收带主要位于紫外和红外区，对可见光区基本上是透明的。高层大气平流层对流层地面紫外线红外线水汽和二氧化碳吸收红外线空气分子细小尘埃射反散射可见光臭氧吸收紫外线臭氧(O3)层可见光可见光红外线2、大气对辐射的吸收作用作用特点：有选择性参与作用的大气成分：被衰减的辐射：臭氧、水汽、二氧化碳紫外线、红外线大气对太阳辐射的衰减作用三、大气散射

散射作用：太阳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。改变了电磁波的传播方向；干扰传感器的接收；降低了遥感数据的质量、影像模糊，影响判读。大气散射集中在太阳辐射能量最强的可见光区。因此，散射是太阳辐射衰减的主要原因。§2.2太阳辐射及大气对辐射的影响三、大气散射空气中的微粒或大气分子使电磁波改变方向散射的强度取决于电磁波的波长,散射物质的大小及微粒和分子的数量,电磁波通过大气的距离。三种散射: 瑞利散射,米氏散射,非选择性散射§2.2太阳辐射及大气对辐射的影响1、选择性散射——瑞利散射（Rayleighscattering）散射强度与波长的四次方成反比，波长越短,散射强度越大；主要由空气分子和原子引起。蓝光大角度红光小角度三、大气散射当大气中粒子的直径比波长小的多时发生的散射。瑞利散射是导致图像模糊的主要原因之一。视觉上的模糊降低了图像的清晰度和对比度。

蓝光白天地球大气层BGRSun地球黄昏蓝红Sun绿大气层例子：三、大气散射日落后的傍晚仍明亮日出前的明亮的黎明晴朗天空呈蔚蓝色小常识早晨和傍晚，在日出和日落前后的天边，时常会出现五彩缤纷的彩霞。朝霞和晚霞的形成都是由于空气对光线的散射作用。当太阳光射入大气层后，遇到大气分子和悬浮在大气中的微粒，就会发生散射。这些大气分子和微粒本身是不会发光的，但由于它们散射了太阳光，使每一个大气分子都形成了一个散射光源。根据瑞利散射定律，太阳光谱中的波长较短的紫、蓝、青等颜色的光最容易散射出来，而波长较长的红、橙、黄等颜色的光透射能力很强。因此，我们看到睛朗的天空总是呈蔚蓝色，这是因为此时的直射光线要在几乎与地面相切的方向上长距离地穿过稠密的大气层，直射光中的每一种单色成分都按指数律衰减，短波成分迅速消逝了，最终自然是红光占绝对优势。这些光线经空气分子和水汽等杂质的散射后，那里的天空就带上了绚丽的色彩。

俗话说"早霞不出门，晚霞行千里"，这就是说，早晨出现鲜红的朝霞，说明大气中水滴已经很多，预示天气将要转雨。如果出火红色或金黄色的晚霞，表明西方已经没有云层，阳光才能透射过来形成晚霞，因此预示天气将要转晴。2、选择性散射——米氏散射（Miescattering）

当大气中粒子的直径与辐射的波长相当时发生。主要由空气中的微粒，如烟、尘埃、小水滴及气溶胶等。散射强度与波长的二次方成反比。三、大气散射米氏散射比瑞利散射对波长较长的电磁波影响更大。虽然大气中大多数成分更容易发生瑞利散射，但在有些云的时候发生米氏散射也相当多。

三、大气散射虽然大气中大多数成分更容易发生瑞利散射，但在有些云的时候发生米氏散射也相当多。大气中云、雾等悬浮粒子的大小与0.76-15μm的红外线的波长差不多，因此，云、雾对红外线的米氏散射是不可忽视的。

米氏散射比瑞利散射对波长较长的电磁波影响更大。2、选择性散射——米氏散射当大气中粒子的直径比波长大得多时发生。散射强度与波长无关。例子：云层对太阳辐射的散射3、非选择性散射（Non-selectivescattering）三、大气散射

任何波长的光都不通过.

遥感影像中云的色调不是黑色.(为什么?)SPOTGermany19993、非选择性散射（Non-selectivescattering）高层大气平流层对流层地面紫外线红外线水汽和二氧化碳吸收红外线空气分子细小尘埃射反散射可见光臭氧吸收紫外线臭氧(O3)层可见光可见光红外线2、散射作用作用特点：有选择性参与作用的大气成分：被削弱的辐射：形成的自然现象：空气分子、微小尘埃波长较短的蓝、紫光晴朗天空呈蔚蓝色；日出前的黎明、日落后的傍晚仍明亮大气对太阳辐射的削弱作用§2.2太阳辐射及大气对辐射的影响四、大气窗口及透射分析1.折射现象电磁波穿过大气层时，出现传播方向的改变，即发生折射。大气的折射率与大气密度相关，密度越大折射率越大。离地面越高空气越稀薄折射也越小。四、大气窗口及透射分析2.大气的反射电磁波的反射现象发生在两种介质的交界面。反射现象主要发生在云层顶部，云量越多、云层越厚，反射越强。大气反射削弱了电磁波到达地面的强度。因此应尽量选择无云的天气接收遥感信号。高层大气平流层对流层地面紫外线红外线水汽和二氧化碳吸收红外线空气分子细小尘埃射反散射可见光臭氧吸收紫外线臭氧(O3)层可见光可见光红外线2.大气的反射作用特点：无选择性云层、较大尘埃各种波长的太阳辐射参与作用的大气成分：被削弱的辐射：形成的自然现象：四、大气窗口及透射分析多云的白天晴朗无云的白天晴朗的白天比多云的白天气温高3、大气窗口通常把电磁波通过大气层时较少被反射、吸收或散射的，透过率较高的波段称为大气窗口。四、大气窗口及透射分析四、大气窗口及透射分析大气窗口波段透射率/%应用举例紫外、可见光、近红外0.3～1.3μm＞90TM1-4、SPOT的HRV近红外1.5～1.8μm80TM5近-中红外2.0～3.5μm80TM7中红外3.5～5.5μm

NOAA的AVHRR远红外8～14μm60～70TM6微波0.8～2.5cm100Radarsat3.大气窗口大气窗口是选择遥感工作波段的重要依据。2.白天多云气温比晴天低，其主要原因是大气对太阳辐射的（）A.吸收作用B.散射作用C.反射作用D.保温作用1.关于大气对太阳辐射削弱作用的说法，正确的是（）A.大气对太阳辐射的反射、散射和吸收作用都具有选择性B.太阳对太阳辐射的反射、散射和吸收作用都无选择性C.大气对太阳辐射的吸收和反射作用无选择性，散射作用有选择性D.大气对太阳辐射的吸收和散射有选择性，反射无选择性DC练习：大气对太阳辐射的削弱作用小结作用形式作用特点参与作用的大气成分被削弱的辐射形成的自然现象吸收作用选择性臭氧、水汽、二氧化碳紫外线、红外线散射作用选择性空气分子、微小尘埃波长较短的蓝、紫光晴朗天空呈蔚蓝色；日出前的黎明、日落后的傍晚仍明亮反射作用无选择性云层、较大尘埃各种波长的太阳辐射晴朗的白天比多云的白天气温高§2.3地球的辐射与地物波谱传感器云透射大气散射*大气吸收入射能量地表地面反射过程地面辐射过程地面辐射大气辐射地面反射大气散射**一、太阳辐射与地表的相互作用太阳辐射到达地表后：吸收:被目标地物吸收的辐射透射:通过目标地物的辐射反射:被目标地物表面反射的辐射对于遥感而言，反射的电磁波能告诉我们地表的特性§2.3地球的辐射与地物波谱一、太阳辐射与地表的相互作用一、太阳辐射与地表的相互作用

太阳辐射近似于温度为6000K的黑体辐射，而地球辐射则接近于温度为300K的黑体辐射。（1）太阳辐射主要集中在0.3-2.5μm，在紫外、可见光到近红外区段；因此，就短波而言，地表反射的太阳辐射成为地表的主要辐射源，地球自身的辐射可以忽略不计；（2）在2.5-6μm，即中红外波段，是两种辐射共同起作用的部分；（3）在6μm以上的热红外区段，主要为地球自身的辐射，因此，地球自身热辐射集中在长波波段。地球辐射的分段特性波段名称可见光与近红外中红外远红外波长0.3-2.5μm2.5-6μm>6μm辐射特性地表反射太阳辐射为主地表反射太阳辐射和自身热辐射地表物体自身热辐射为主一、太阳辐射与地表的相互作用1/12/202378二、地表自身热辐射根据黑体辐射规律及基尔霍夫定律知

M=ε

M0式中,ε为物体的比辐射率或发射率；M为实际物体辐射出射度；M0为黑体辐射出射度；此公式中的变量都与地表温度T和波长λ有关，因此又可写为：M（λ，T）=ε（λ，T）M0（λ，T）T指地表温度，存在日变化和年变化，当温度一定时，物体的比辐射率随波长变化。§2.3地球的辐射与地物波谱1、地表自身的热辐射与温度和波长有关。2、温度一定时，物体的比辐射率随波长变化。3、发射波谱曲线：温度一定时，比辐射率（发射率）随波长的变化规律，表示这种变化的曲线称物体的发射波谱曲线。4、岩浆岩的比辐射率，可以反映岩石中SiO2含量的减少。二、地表自身热辐射发射波谱曲线，是识别地物的重要方法之一。

（1）地表的发射率(比辐射率)曲线形态特征可以反映地面物体的本身特性（组成、温度、表面粗糙度等）；（2）曲线形态特殊时可用发射率曲线识别地面物体，例如夜间探测红外辐射计微波辐射，来识别地物。二、地表自身热辐射三、地物反射波谱特征§2.3地球的辐射与地物波谱到达地面的太阳辐射能量=反射能量+吸收能量+透射能量1.概述在可见光与近红外波段，地表物体自身的辐射几乎等于零。地物发出的波谱主要以反射太阳辐射为主。太阳辐射到达地面之后，物体除了反射作用外，还有对电磁辐射的吸收作用。电磁辐射未被吸收和反射的其余部分则是透过的部分。三、地物反射波谱特征1.概述一般而言，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透射能力较强，特别是对0.45~0.56μm的蓝绿光波段，一般水体的透射深度可达10~20m，清澈水体可达100m的深度。对于一般不能透过可见光的地面物体，波长5cm的电磁波却有透射能力，如超长波的透射能力就很强，可以透过地面岩石和土壤。三、地物反射波谱特征2.反射率与反射波谱（1）反射率物体反射的辐射能量Pρ占总入射能量P0的百分比,称为反射率ρ:ρ=Pρ/P0×100%不同的物体反射率不同,反射率的范围是ρ≤1.三、地物反射波谱特征（2）物体的反射物体的反射状况分为三种：镜面反射、漫反射和实际物体的反射2.反射率与反射波谱镜面反射：是指物体的反射满足反射定律。入射波和反射波在同一平面内，入射角与反射角相等。qq镜面反射光滑表面，镜面反射是理想的模型漫反射：是指不论入射方向如何，虽然反射率ρ与镜面反射一样，但反射方向却是“四面八方”。三、地物反射波谱特征2.反射率与反射波谱漫反射

朗伯面：对于漫反射面，当入射辐照度I一定时，从任何角度观察反射面，其反射亮度是一个常数，这种反射面又叫朗伯面。三、地物反射波谱特征2.反射率与反射波谱（1）大部分地球物体的反射既不是镜面反射也不是漫反射；（2）其反射界于镜面反射和漫反射之间；（3）各个方向都有反射，但反射的辐射亮度不同。实际物体反射（方向反射）：自然界的大多数地表既不完全是粗糙的朗伯面，也不完全是光滑的镜面，而是介于两者之间的非朗伯面。实际物体的反射实际物体反射的特点：（3）反射波谱指地物反射率随波长变化的规律。通常用平面坐标曲线表示，横坐标表示波长，纵坐标表示反射率。称为反射波谱曲线。

同种地物在不同波段，不同地物在同一波段反射率不同。

地物反射率随波长变化有规律可循，从而为遥感影像判读提供了依据。三、地物反射波谱特征2.反射率与反射波谱三、地物反射波谱特征地物反射波谱曲线随不同地物（反射率）不同外，同种地物在不同内部结构和外部条件下形态表现（反射率）也不同。地物反射率随波长变化有规律可循，从而为遥感影像判读提供了依据。常见地物光谱曲线：植被土壤水体岩石3.地物反射波谱曲线（1）植被三、地物反射波谱特征3.地物反射波谱曲线不同地物在不同波段反射率存在差异：雪、沙漠、湿地、小麦的光谱曲线。3.地物反射波谱曲线不同地物的反射光谱曲线不同。从曲线图可以看出：（1）0.4—0.5m波段的相片可以把雪和其他地物区分开；（2）0.5—0.6m波段的相片可以把沙漠与小麦、湿地区分开；（3）0.7—0.9m波段的相片可以把小麦与湿地区分开；

因此，可以根据遥感传感器所接收到的电磁波谱特征的差异来识别不同的地物，这是遥感的基本出发点。（1）植被绿色植物反射波谱曲线

叶绿色使植物对绿色反射作用强，植被叶的细胞结构的影响使植被在近红外波段有反射峰值。形成植被独有特征。比如在军事遥感中常用近红外波段区分绿色波段中不能区分的绿色植被和绿色军事目标。三、地物反射波谱特征3.地物反射波谱曲线（1）植被3.地物反射波谱曲线可分为三段：0.4-0.76m:可见光波段有一个小的反射峰，有一个小的反射峰，位于绿色波段（0.55m），两边（蓝、红）为吸收带（凹谷）（原因：叶绿素的影响）0.76-1.3m:在近红外波段有一反射陡坡，在0.7m处反射率迅速增大，至1.1处有峰值。（原因：植被细胞结构的影响）1.3-2.5m:在中红外波段反射率大大下降,受植物含水量影响，吸收率增加，反射率下降，形成几个低谷（1）植被影响植被波谱特征的主要因素不同植被反射光谱曲线白橡树不同生长期的反射光谱曲线同类地物的反射光谱在不同