[交通運(yùn)輸]遙感原理與應(yīng)用-第二章(編輯修改稿)
2025-02-12 04:54 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 n of radiation by particles in the atmosphere. ? Three types of scattering can be distinguished, depending on the relationship between the diameter of the scattering particle (a) and the wavelength of the radiation (?). Scattering of EM energy by the atmosphere 三種散射作用 瑞利散射： 當(dāng)微粒的直徑比輻射波長(zhǎng)小得多時(shí)，此時(shí)的散射稱為瑞利散射。 ? 散射率與波長(zhǎng)的四次方成反比，因此，瑞利散射的強(qiáng)度隨著波長(zhǎng)變短而迅速增大。紫外線是紅光散射的 30倍， 4微米紅外線散射的 1萬(wàn)倍。 ? 瑞利散射對(duì)可見光的影響較大，對(duì)紅外輻射的影響很小，對(duì)微波的影響可以不計(jì)。 ? 多波段中不使用藍(lán)紫光的原因： Rayleigh Scatter a ? ? Rayleigh scatter is mon when radiation interacts with atmospheric molecules (gas molecules) and other tiny particles (aerosols) that are much smaller in diameter that the wavelength of the interacting radiation. ? The effect of Rayleigh scatter is inversely proportional to the fourth power of the wavelength. As a result, short wavelengths are more likely to be scattered than long wavelengths. ? Rayleigh scatter is one of the principal causes of haze in imagery. Visually haze diminishes the crispness or contrast of an image. 顏色 紅 橙黃 黃 綠 青蘭 紫 紫外線 波長(zhǎng) 散射率 1 米氏散射： 當(dāng)微粒的直徑與輻射波長(zhǎng)差不多時(shí)的大氣散射。 云、霧的粒子大小與紅外線的波長(zhǎng)接近，所以云霧對(duì)紅外線的米氏散射不可忽視。 Mie Scatter a = ? ? Mie scatter exists when the atmospheric particle diameter is essentially equal to the energy wavelengths being sensed. ? Water vapour and dust particles are major causes of Mie scatter. This type of scatter tends to influence longer wavelengths than Rayleigh scatter. ? Although Rayleigh scatter tends to dominate under most atmospheric conditions, Mie scatter is significant in slightly overcast ones. 無(wú)選擇性散射： 當(dāng)微粒的直徑比輻射波長(zhǎng)大得多時(shí)所發(fā)生的散射。 符合無(wú)選擇性散射條件的波段中，任何波段的散射強(qiáng)度相同。 水滴、霧、塵埃、煙等氣溶膠常常產(chǎn)生非選擇性散射。 Nonselective scatter a ? ? Nonselective scatter is more of a problem, and occurs when the diameter of the particles causing scatter are much larger than the wavelengths being sensed. ? Water droplets, that monly have diameters of between 5 and 100?m, can cause such scatter, and can affect all visible and near to midIR wavelengths equally. ? Consequently, this scattering is “nonselective” with respect to wavelength. In the visible wavelengths, equal quantities of blue green and red light are scattered. NonSelective scatter of EM radiation by a cloud 關(guān)于大氣散射： 輻射在傳播過程中遇到小微粒而使傳播方向改變，并向各個(gè)方向散開，稱為散射。散射造成太陽(yáng)輻射的衰減，散射的強(qiáng)度與波長(zhǎng)密切相關(guān)。 對(duì)于大氣分子、原子引起的瑞利散射主要發(fā)生在可見光和近紅外波段； 對(duì)于大氣微粒引起的米氏散射從近紫外到紅外波段都有影響，特別是對(duì) 紅外波段的影響； 大氣云層中，對(duì)可見光只有無(wú)選擇性散射，云層越厚，散射越強(qiáng)，而對(duì) 微波來說，則屬于瑞利散射，波長(zhǎng)越長(zhǎng)散射強(qiáng)度越小。 ?大氣折射（ Refraction）： 電磁波穿過大氣層時(shí)，還會(huì)出現(xiàn)折射。大氣的折射與大氣密度有關(guān)，密度越大。折射率越大，離地面越高，折射率越小。 折射改變了太陽(yáng)輻射的方向，但不改變太陽(yáng)輻射的強(qiáng)度。 ?大氣反射（ Reflection）： 電磁波傳播過程中，若通過兩種介質(zhì)的交界面，還會(huì)發(fā)生反射現(xiàn)象。反射主要發(fā)生在云層頂部。由于反射的存在，削弱了電磁波到達(dá)地面的強(qiáng)度。 大氣窗口的定義： 電磁波在進(jìn)入地球之前必須通過大氣層，在通過大氣層時(shí)，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， 22%被大氣散射。僅有 31%的太陽(yáng)輻射直射到地面。 電磁波在大氣中傳輸時(shí)，通過大氣層未被反射、吸收和散射的那些透射率高的波段范圍，稱為大氣窗口。 大氣窗口是選擇遙感工作波段的重要依據(jù)。 目前，遙感技術(shù)選用的大氣窗口，多為下表所列光譜段。在這六個(gè)光譜段內(nèi)各種地物的反射和發(fā)射光譜可以很明顯地區(qū)別開來。 Atmospheric Windows Portions of the EM spectrum that can pass through the atmosphere with little or no attenuation. 遙感常用大氣窗口 序號(hào) 波段 波長(zhǎng)范圍 投射率（ %） 特點(diǎn) 1 NUV～ 可見光～ NIR短波 ?m～?m 70 反射光譜，用于掃描、攝影方 式 2 NIR中波 ?m～?m 65～ 95 反射光譜，用于掃描、攝影方式，可用掃描儀和光譜儀，不能用膠片攝影 3 NIR長(zhǎng)波 ?m～?m 80 同上 4 MIR ?m～?m 60～ 70 反射和發(fā)射光譜，用于掃描方 式 5 FIR 8?m～ 14?m 80 熱輻射，用掃描儀和熱輻射計(jì) 6 微波 8mm～ 25cm 80～ 100 發(fā)射光譜，全天候，透射率高 圖 24 遙感種常用的大氣窗口 （ 1） 含義： 自然界中的任何地物都具有本身的特有規(guī)律 ， 如具有反射 、 吸收外來的紫外線 、 可見光 、 紅外線和微波的某些波段的特性；具有發(fā)射紅外線 、 微波的特性 （ 都能進(jìn)行熱輻射 ） ；少數(shù)地物具有透射電磁波的特性 。 （ 2） 意義： 地物的光譜特性
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