遙感的物理基礎(chǔ)簡ppt課件(已修改)
2025-05-16 12:10 本頁面
【正文】 第二章 遙感的物理基礎(chǔ) 遙感技術(shù)是建立在物體電磁波輻射理論基礎(chǔ)上的。由于不同物體具有各自的電磁波反射或輻射特性，才可能應(yīng)用遙感技術(shù)探測和研究遠(yuǎn)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(duì)電磁波傳播的影響是正確解釋遙感數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)。 本章主要介紹遙感的物理基礎(chǔ) ，包括地物的電磁波特性 、 太陽輻射 、 大氣對(duì)太陽輻射的影響 、 大氣窗口的概念 、 地物反射太陽光譜的特性 、 地物的熱輻射 、 地物與微波的作用機(jī)理 。 本章重點(diǎn)是掌握電磁波譜 ， 大氣窗口 ， 可見光 、 近紅外 、 熱紅外和微波遙感機(jī)理 ， 以及地物波譜特征 。 第一節(jié) 電磁波譜與電磁輻射 (1) 電磁波與電磁波譜 (2) 電磁輻射的度量 (3) 黑體輻射 （ 1） 電 磁波與電磁波譜 電磁波 交互變化的電磁場在空間的傳播。 描述電磁波特性的指標(biāo) 波長、頻率、振幅、位相等。 電磁波的特性 電磁波是橫波，傳播速度為 3 108 m/s，不需要媒質(zhì)也能傳播，與物質(zhì)發(fā)生作用時(shí)會(huì)有反射、吸收、透射、散射等，并遵循同一規(guī)律 。 電磁波譜 按電磁波波長的長短，依次排列制成的圖表叫電磁波譜。 依次為： γ 射線 — X射線 — 紫外線 — 可見光 — 紅外線 — 微波 — 無線電波。 （ 1） 電 磁波與電磁波譜 目前遙感技術(shù)中通常采用的電磁波位于可見光 、紅外和微波波譜區(qū)間 。 由于它們的波長或頻率不同 ，不同電磁波又表現(xiàn)出各自的特性和特點(diǎn) 。 可見光 、 紅外和微波遙感 ， 就是利用不同電磁波的特性 。 電磁波與地物相互作用特點(diǎn)與過程 ， 是遙感成像機(jī)理探討的主要內(nèi)容 。 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(dá)地面 ， 對(duì)油污染敏感 ， 但探測高度在 2022 m以下 。 ? 可見光： 波長范圍： ～ ， 人眼對(duì)可見光有敏銳的感覺 ， 是遙感技術(shù)應(yīng)用中的重要波段 。 ? 紅外線： 波長范圍為 ～ 1000μm ， 根據(jù)性質(zhì)分為近紅外 、 中紅外 、 遠(yuǎn)紅外和超遠(yuǎn)紅外 。 ? 微波： 波長范圍為 1 mm～ 1 m， 穿透性好 ， 不受云霧的影響 。 遙感應(yīng)用的電磁波波譜段 BACK ? 近紅外： ～ 181。m，與可見光相似。 ? 中紅外： ～ 181。m，地面常溫下的輻射波長，有熱感，又叫熱紅外。 ? 遠(yuǎn)紅外： ～ 181。m，地面常溫下的輻射波長，有熱感，又叫熱紅外。 ? 超遠(yuǎn)紅外 ： ～ 1 000 181。m，多被大氣吸收，遙感探測器一般無法探測。 紅外線的劃分 （ 2） 電 磁輻射的度量 輻射測量（ radiometry），以伽瑪射線到電磁波的整個(gè)波段范圍為對(duì)象的物理輻射量的測定，其度量單位見下表。 光度測量（ photometry），由人眼的視覺特性（標(biāo)準(zhǔn)光度觀察）評(píng)價(jià)的物理輻射量的測定，其度量單位見下表。 BACK （ 3） 黑體輻射 絕對(duì)黑體 如果一個(gè)物體在任何溫度下對(duì)任何波長的電磁輻射全部吸收（即吸收系數(shù)恒等于 1），則這個(gè)物體稱為絕對(duì)黑體。 黑體輻射特性 （ 1）黑體輻射出射度隨波長連續(xù)變化，每條曲線只有一個(gè)最大值。 （ 2）溫度愈高，黑體的輻射出射度也愈大，不同溫度的曲線是不相交的。絕對(duì)黑體的總輻射出射度與黑體溫度的 4次方成正比。（斯忒藩 — 玻爾茲曼定律） （ 3）黑體輻射光譜中最強(qiáng)輻射的波長與黑體絕對(duì)溫度成反比。（維恩位移定律）。隨著溫度的升高，輻射最大值所對(duì)應(yīng)的波長移向短波方向。 實(shí)際物體的輻射 對(duì)于實(shí)際物體，都可以看作輻射源。如果物體的吸收本領(lǐng)大，它的發(fā)射本領(lǐng)也大，即越接近黑體輻射。實(shí)際物體的輻射比黑體輻射弱，而且隨波長不同而不同。 BACK 第二節(jié) 太陽輻射及大氣對(duì)輻射的影響 (1) 太陽輻射 (2) 大氣作用 大氣的層次與成分 大氣吸收 大氣散射 大氣窗口 大氣透射的定量分析 接收 預(yù)處理 用戶應(yīng)用處理 分析結(jié)果 、 圖表輸出 太陽輻射： 太陽是被動(dòng)遙感主要
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