遙感電磁輻射基礎ppt課件(已修改)
2025-01-27 14:53 本頁面
【正文】 第二章 遙感電磁輻射基礎 ? 學習目標： ? 理解電磁波與電磁波譜的概念 ? 了解黑體輻射的特性及其與真實物體的關系 ? 了解地球大氣的基本情況，理解大氣對遙感的影響 ? 了解地物的電磁波反射、發(fā)射、散射特性 ? 自學指導 ： ? 遙感技術是建立在物體電磁波輻射理論基礎上的。由于不同物體具有各自的電磁波反射或輻射特征，才可能應用遙感技術探測和研究遠距離的物體。理解并掌握地物的電磁波發(fā)射、反射、散射特性，電磁波的傳輸特性，大氣層對電磁波傳播的影響是正確解釋遙感數(shù)據(jù)的基礎。 ? 本章重點和難點： ? 重點是掌握可見光、近紅外、熱紅外和微波遙感機理，以及地物波譜特征，難點是大氣輻射傳輸。 ☆ 波：振動的傳播稱為波。 167。 電磁波與電磁波譜 ☆ 電磁波（電磁輻射）： 當電磁振蕩進入空間，變化的磁場引起變化的電場，變化的電場又引起新的變化的磁場，這種變化的磁場和電場交替產(chǎn)生，以有限的速度由近及遠在空間內(nèi)傳播的過程稱為電磁波。電磁波是隨著電磁振蕩向各個不同方向傳播的。 一、電磁波的產(chǎn)生 二、電磁波的性質： ?橫波； ?在真空中以光速傳播； ?波長與頻率成反比， c=?λ， 兩者的乘積為光速； ?具有波粒二象性； ?不需要媒質也能傳播，與物質發(fā)生作用時，如氣體、固體、液體介質時，會發(fā)生反射、吸收、透射、折射等現(xiàn)象。 ?根據(jù)能量守恒定律， 全部反射、吸收、透射、折射的能量之和應該與入射的總能量相等。 按電磁波在真空中傳播的波長或頻率，遞增或遞減排列，則構成電磁波譜。 以頻率從高到低或波長從短到長排列可以劃分為 ： γ 射線 — X射線 — 紫外線 — 可見光 — 紅外線 — 微波 — 無線電波。 三、 電磁波譜 電磁波譜 ? 紫外線： 波長范圍為 ～ ，太陽光譜中，只有 ～ 波長的光到達地面。水面飄浮的油膜比周圍水面反射的紫外線要強烈，因此可用于油污染的監(jiān)測。但是紫外波段從空中可探測的高度大致在 2022m 以下，對高空遙感不宜采用。 ? 可見光： 波長范圍： ～ ，人眼對可見光有敏銳的感覺，是遙感技術應用中的最常用波段。 ? 紅外線 ： 波長范圍為 ～ 1000μm ，根據(jù)性質分為近紅外、中紅外、遠紅外和超遠紅外?？梢蕴綔y熱輻射。 ? 微波： 波長范圍為 1 mm～ 1 m，能透過云霧而不受天氣影響，也能透過植被、冰雪、土壤等表層覆蓋物，在遙感技術中是很有發(fā)展?jié)摿Φ牟ǘ巍? ?目前遙感技術中通常采用的電磁波位于可見光、紅外和微波波譜區(qū)間。 遙感應用的電磁波波譜段 ?任何地物都有向周圍空間輻射紅外線和微波的能力。 ?遙感探測實際上是對地物輻射能量的測定。 ?與輻射有關的幾個概念： ☆ 輻射源：任何物體都是輻射源。不僅能夠吸收其他物體對它的輻射， 也能夠向外（發(fā)出）輻射。 ☆ 輻射能量（ W）：電磁輻射的能量，單位： J（焦耳）。 ☆ 輻射通量（ Φ ）：單位時間內(nèi)通過某一面積的輻射能量，Ф=dW /dt，單位 : W （ J/s）。 ☆ 輻照度（ I）：被輻射的物體表面單位面積上的輻射通量， I=dΦ/ds，單位： W/m2 。 ☆ 輻射出射度（ M）：輻射源物體表面單位面積上的輻射通量， M=dΦ/ds，單位： W/m2 。 167。 輻射 電磁輻射 指能量以電磁波形式由輻射源發(fā)射到空間的現(xiàn)象。 溫度大于熱力學溫度 0K（ ℃ ）的任何物體都具有發(fā)射電磁波的能力。 ? 遙感需要研究的輻射類型： ? 黑體輻射 ? 太陽輻射 ? 地球輻射 ? 大氣輻射 地物的電磁波發(fā)射能力主要與其溫度有關。為了衡量電磁波發(fā)射能力的大小，常以黑體輻射作為度量的標準。 1860年，基爾霍夫 （ Kirchhoff） 得出了好的吸收體也是好的輻射體這一定律。它說明：凡是吸收熱輻射能力強的物體，它們的熱發(fā)射能力也強；凡是吸收熱輻射能力弱的物體，它們的熱發(fā)射能力也就弱。 黑體也稱絕對黑體，是指全部 吸收外來電磁輻射而毫無反射和透射能力的理想物體。恒星和太
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