最新第二章電磁輻射與地物光譜特征ppt課件.ppt

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1、第二章電磁輻射與地物光譜特征縱波：質(zhì)點(diǎn)的振動方向與波的傳播方向相同。如聲波。電磁波一定是橫波，機(jī)械波卻可以是橫波也可以是縱波。數(shù)字圖像電磁波性質(zhì)（1）共同性①是橫波；②在真空中以光速傳播；③滿足f?λ=c和Ε=h?f；④電磁波具有波粒二象性;電磁波在傳播過程中，主要表現(xiàn)為波動性；在與物質(zhì)相互作用時，主要表現(xiàn)為粒子性，這就是電磁波的波粒二象性。粒子性：它是由密集的光子微粒組成的，電磁輻射的實(shí)質(zhì)是光子微粒的有規(guī)律的運(yùn)動。電磁波的粒子性，使得電磁輻射的能量具有統(tǒng)計(jì)性。波動性：電磁波是以波動的形式在空間傳播的，因此具有波動性。Thedistancefromonewavecresttothenext

2、.RadiowaveshavelongestwavelengthandGammarayshaveshortest!1nm=10Ao.EnergyWavelengthl1nm=10-9metersSpeedoflight=wavelength(λ)*frequency=3x108m/s（invacuum）.FrequencyinGHz(1Hz=sec–1).ElectromagneticSpectrumHighenergyShortwavelength/highfrequencyEmittedathighTSunEarth遙感常用的電磁波波段的特性微波：1mm-1m。全天候遙感；有主動與被動

3、之分；具有穿透能力；發(fā)展?jié)摿Υ蟆Ｗ贤饩€(UV)：0.01-0.4μm，碳酸鹽巖分布、水面油污染。可見光：0.4-0.76μm，鑒別物質(zhì)特征的主要波段；是遙感最常用的波段。紅外線(IR)：0.76-1000μm。近紅外：0.76-3.0μm；中紅外3.0-6.0μm：遠(yuǎn)紅外6.0-15.0μm；超遠(yuǎn)紅外15-1000μm。（近紅外又稱光紅外或反射紅外；中紅外和遠(yuǎn)紅外又稱熱紅外。1、電磁輻射源（1）自然輻射源太陽輻射（0.15～15μm）：是可見光和近紅外的主要輻射源；常用5900的黑體輻射來模擬；其輻射波長范圍極大；輻射能量集中-短波輻射。大氣層對太陽輻射的吸收（17％）、反射（30％）和散

4、射（20％）。二、電磁輻射的度量地球的電磁輻射：小于3μm的波長主要是太陽輻射的能量；大于6μm的波長，主要是地物本身的熱輻射；3-6μm之間，太陽和地球的熱輻射都要考慮。（2）人工輻射源：主動式遙感的輻射源。雷達(dá)探測。分為微波雷達(dá)和激光雷達(dá)。2．輻射測量輻射能量（W）輻射通量（Ф）E=?Ф/?A微波輻射源：0.8-30cm；激光輻射源：激光雷達(dá)—測定衛(wèi)星的位置、高度、速度、測量地形等。Ф=?W/?t輻射通量密度（E）輻射出射度（M）M=?Ф/?A輻照度（I）I=?Ф/?A輻射亮度（Le）L=?2Ф/?Ω?Acosθ太陽與地球輻射的電磁波譜第二節(jié)地物的光譜特性任何地物都有自身的電磁輻射規(guī)律

5、，如反射、發(fā)射、吸收電磁波的特性。少數(shù)還有透射電磁波的特性。地物的這種特性稱為：地物的光譜特性。一、地物的反射光譜特性對于某波段反射率高的地物，其吸收率就低，即為弱輻射體；反之，吸收率高的地物，其反射率就低。地物的反射率、吸收率和透射率。地物的反射率（反射系數(shù)或亮度系數(shù)）：地物對某一波段的反射能量與入射能量之比。反射率隨入射波長而變化。影響地物反射率大小的因素：入射電磁波的波長入射角的大小地表顏色與粗糙度地物的反射光譜：地物的反射率隨入射波長變化的規(guī)律。地物反射光譜曲線：根據(jù)地物反射率與波長之間的關(guān)系而繪成的曲線。地物電磁波光譜特征的差異是遙感識別地物性質(zhì)的基本原理。不同地物在不同波段反射

6、率存在差異。傳感器探測波段的設(shè)計(jì)，是通過分析比較地物光譜數(shù)據(jù)而確定、的。多光譜掃描儀（MSS）的波段設(shè)計(jì)：MSS1(0.5-0.6μm)；MSS2(0.6-0.7μm)；MSS3(0.7-0.8μm)；MSS4(0.8-1.1μm)；同類地物的反射光譜具有相似性，但也有差異性。地物的光譜特性具有時間特性和空間特性。不同植物光譜曲線比較植被的病蟲害所示的柑桔、番茄、玉米、棉花四種地物的反射特性曲線，在0.6~0.7μm之間很相似，而其他波長（例如0.75~0.25μm波段之間）的光譜反射特性曲線形狀則不同，有很大差別。不同波段地物反射率不同，這就使人們很容易想到用多波段進(jìn)行時間特征二、地物的

7、發(fā)射光譜特性地物發(fā)射電磁波的能力以發(fā)射率作為衡量標(biāo)準(zhǔn)；地物的發(fā)射率是以黑體輻射作為參照標(biāo)準(zhǔn)。1、黑體：黑體是絕對黑體的簡稱。在任何溫度下，對各種波長的電磁輻射的吸收系數(shù)等于（100%）的物體。絕對黑體的吸收率恒等于1，與物體的溫度和入射電磁波波長無關(guān)。顯然，絕對黑體的反射率恒等于0，透射率也等于0。2、黑體輻射(BlackBodyRadiation)：黑體的熱輻射稱為黑體輻射。3、黑體輻射規(guī)律（1）普朗克公式：它表示出了