遙感電磁輻射基礎(chǔ)ppt課件(編輯修改稿)
2025-02-11 14:53 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 發(fā)射的熱輻射能量 ? ?? 接收到波長(zhǎng) 36 μm之間，太陽(yáng)和地球的熱輻射都要考慮 167。 太陽(yáng)輻射與大氣的作用 一、大氣結(jié)構(gòu) 二、大氣成分 三、大氣對(duì)太陽(yáng)輻射的影響（折射、反射、吸收和散射） 四、大氣窗口 一、大氣結(jié)構(gòu) 外大氣層： 100035 000 km ,空氣極稀薄，對(duì)衛(wèi)星基本上沒(méi)有影響。 電離層：高度在 801 000 km，大氣中的 O N2受紫外線照射而電離，對(duì)遙感波段是透明的，是陸地衛(wèi)星活動(dòng)空間。 平流層：高度在 1280 km，底部為同溫層（航空遙感活動(dòng)層），同溫層以上，溫度由于臭氧層對(duì)紫外線的強(qiáng)吸收而逐漸升高。 對(duì)流層：高度在 712 km,溫度隨高度而降低，天氣變化頻繁，影響遙感數(shù)據(jù)，航空遙感區(qū)域。 大氣主要由氣體分子、懸浮的微粒、水蒸氣、水滴等組成。 氣體： N2， O2， H2O， CO2， CO， CH4， O3 懸浮微粒： 塵埃 二、大氣成分 這些 氣體分子 和 微粒 對(duì)電磁輻射具有吸收和散射作用。 太陽(yáng)輻射進(jìn)入地球之前必然通過(guò)大氣層，太陽(yáng)輻射與大氣相互作用的結(jié)果，是使能量不斷減弱。約有 30%被云層和其它大氣成分反射回宇宙空間；約有 17%被大氣吸收，約有 22%被大氣散射；而僅有31%的太陽(yáng)輻射輻射到地面。其中 反射 作用影響最大，由于云層的反射對(duì)電磁波各波段均有強(qiáng)烈影響，造成對(duì)遙感信息接受的嚴(yán)重障礙。 因此，被動(dòng)遙感應(yīng)盡量選擇無(wú)云的天氣接收遙感信號(hào)。目前在大多數(shù)遙感方式中，都只考慮無(wú)云天氣情況下的大氣 吸收 、 散射 的衰減作用。 P46 三、大氣對(duì)太陽(yáng)輻射的影響 （一）大氣的吸收作用 大氣的吸收作用： P41 大氣中的各種成分對(duì)太陽(yáng)輻射有選擇性吸收，形成太陽(yáng)輻射的大氣吸收帶（ 圖 ）。 主要在紫外、紅外與微波區(qū)，引起電磁波衰減。引起大氣吸收的主要成分是氧氣、臭氧、水、二氧化碳等。 大氣吸收的影響主要是造成遙感影像暗淡，由于大氣對(duì)紫外線有很強(qiáng)的吸收作用，因此，現(xiàn)階段遙感中很少用到紫外線波段。 遙感器一般都設(shè)在大氣透過(guò)率較高的區(qū)間，即盡量避開(kāi)大氣吸收作用能力強(qiáng)的區(qū)間。 （二）大氣的散射作用 ? 大氣中各種成分對(duì)太陽(yáng)輻射吸收的明顯特點(diǎn)，是吸收帶主要位于太陽(yáng)輻射的紫外和紅外區(qū)，而對(duì)可見(jiàn)光區(qū)基本上是透明的。但當(dāng)大氣中含有大量云、霧、小水滴時(shí)，由于大氣散射使得可見(jiàn)光區(qū)也變成不透明了。 對(duì)遙感圖像來(lái)說(shuō)，增加了信號(hào)中的噪聲成分，降低了傳感器接收數(shù)據(jù)的質(zhì)量，造成圖像模糊不清。 大氣發(fā)生的散射主要有三種： 瑞利散射： d λ （ … ） 米氏散射： d ≈ λ （ … ） 非選擇性散射： d λ （ … ） 瑞利散射 ：當(dāng)大氣中粒子的直徑比波長(zhǎng)小得多時(shí)發(fā)生的散射；主要由大氣分子和原子引起；散射強(qiáng)度與波長(zhǎng)的四次方成反比。 (P43) 天為什么是藍(lán)的？日出日落的太陽(yáng)為何紅？ 米氏散射 ：當(dāng)大氣中粒子的直徑與波長(zhǎng)相當(dāng)時(shí)發(fā)生的散射；主要由大氣中的煙塵、小水滴和氣溶膠引起。散射強(qiáng)度與波長(zhǎng)的二次方成反比。米氏散射在光線前進(jìn)方向比向后方的散射更強(qiáng)。 (P43) 非選擇性散射 ： 大氣中粒子的直徑比波長(zhǎng)大得多時(shí)發(fā)生的散射；散射強(qiáng)度與波長(zhǎng)無(wú)關(guān) 。 云為什么是白色的？ (P44) ☆ 大氣散射作用與波長(zhǎng)的關(guān)系 P44： 在可見(jiàn)光和近紅外波段，瑞利散射是主要的。當(dāng)波長(zhǎng)超過(guò) 1μm 時(shí)，可忽略瑞利散射的影響。米氏散射對(duì)近紫外直到紅外波段的影響都存在。但在當(dāng)波長(zhǎng)大于 時(shí)，米氏散射超過(guò)了瑞利散射的影響。在微波波段，由于波長(zhǎng)比云中小雨滴的直徑還要大，所以小雨滴對(duì)微波波段散射是屬于瑞利散射，散射強(qiáng)度與波長(zhǎng)的四次方成反比，因此， 微波有極強(qiáng)的穿透云層的能力 。而紅外輻射穿透云層的能力雖然不如微波，但比可見(jiàn)光的穿透能力大 10 倍以上。 （三）大氣窗口 概念： 由于大氣層的反射、散射和吸收作用，使得太陽(yáng)輻射的各波段受到衰減的作用輕重不同，因而各波段的透射率也各不相同。我們就把
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