攝影測量與遙感(下)遙感第一章-資料下載頁
2025-01-16 09:33本頁面
【正文】 基爾霍夫定律 基爾霍夫發(fā)現(xiàn)，在任一給定溫度下，輻射通量密度（ ）與吸收率之比對任何材料都是一個常數(shù)，并等于該溫度下黑體的輻射通量密度（ E）。即有： 基爾霍夫定律 ( Kirchhoff Law)是描述物質(zhì)吸收輻射的速率與再輻射 （ 發(fā)射 ） 的速率之間的關(guān)系 ， 在局部熱動態(tài)平衡下 ， 物質(zhì)吸收能量的速率與輻射能量的速率相等 。 也就是方向性光譜發(fā)射率 e等于方向性光譜吸收比 a。 E?EaE ???斯蒂芬 玻爾茲曼定律 1879年斯蒂芬由實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，絕對黑體的積分輻射能力 ET與其溫度的 4次方成正比 : ET=σT4 式中： ，稱為斯蒂芬 玻爾茲曼常數(shù)。 ??? ???? KmW??維恩位移定律 1893年維恩推導(dǎo)出黑體輻射光譜的極大值對應(yīng)的波長與其溫度成反比： 這個公式給出了黑體的光譜出射率的極大值所對應(yīng)的波長。 a x ??黑體在不同溫度時的光譜出射率分布 太陽和地球的電磁輻射及其特性 ? 太陽表面溫度約為 6000 K(太陽等效黑體溫度等于5762K)，內(nèi)部溫度更高。太陽輻射按波長的分布，稱為 太陽輻射光譜 。 地表上太陽光的光譜輻照度和黑體的比較 物體的反射輻射 ?物體的反射 鏡面反射 入射角等于反射角 漫反射 整個表面均勻地反射入射光稱為漫反射。朗伯面。 方向反射 介于漫反射和鏡面反射之間。 ?光譜反射率和地物的反射光譜特性 光譜反射率 物體的反射輻射通量與入射輻射通量之比。 地物反射光譜特性 物體反射率隨波長變化而改變的特性稱地物反射光譜特性。 將地物的光譜反射率與波長的關(guān)系在直角坐標(biāo)系中繪出的曲線稱 地物反射光譜特性曲線。 波長 (μm) 10 20 40 水泥地 長 江 裸露地 植 被 反射率 (%) 地物光譜特性曲線 大氣及其傳輸特性 ?地球大氣 地球大氣對遙感信息的接收和傳輸影響很大，根據(jù)溫度分布可從垂直方向?qū)⒋髿鈩澐殖伤膶樱?對流層 、 平流層 、 中間層 和 熱成層 （熱電離層）。 大氣成分主要有氮、氧、 氬、二氧化碳、氦、甲烷、氧化氮、氫、臭氧、水蒸氣、液態(tài)和固態(tài)水（雨、霧、雪冰等）、鹽粒和氣溶膠（煙塵）等。 ?大氣吸收和散射 大氣對電磁波傳播的主要影響是 散射 和 吸收 。 大氣的散射和吸收作用對電磁波傳播的影響可以大致分為乘法性因子的影響和加法性因子的影響。乘法性的影響是由消光 (extinction)引起的，所以經(jīng)過吸收及散射，使目標(biāo)物 (地球表面 )傳到遙感器的能量逐漸減少。加法性的影響是由發(fā)射 (emmission)引起的，所以經(jīng)過大氣的熱福射及散射，使來自目標(biāo)物以外的能量也被遙感器接收。 大氣吸收 大氣散射 起消光作用的吸收 發(fā)射作用的熱輻射 起消光作用的散射 起發(fā)射作用的散射 ?一般來說，因?yàn)橄夂桶l(fā)射是同時產(chǎn)生的，所以在考慮輻射傳遞時必須把兩者同時考慮進(jìn)去。表達(dá)這一機(jī)理的正是 輻射傳遞方程(radiative transfer equation)。 ?由于大氣對電磁波散射和吸收等因素的影響，致使電磁波譜上許多波區(qū)透射率變小，甚至完全無法透過電磁波，這些波區(qū)就難于甚至不能供遙感使用，反之，那些透過率較高的波區(qū)，即對電磁輻射在大氣中的傳輸損耗較小的波區(qū)，則對遙感十分有利，這些波區(qū)稱為“ 大氣窗口 ”。
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