【正文】 一批全國(guó)范圍和省、市、自治區(qū)范圍的大型應(yīng)用項(xiàng)目。　　結(jié)合實(shí)例講解，如云南騰沖遙感綜合試驗(yàn)研究、長(zhǎng)春凈月潭試驗(yàn)研究、山西太原盆地農(nóng)業(yè)遙感試驗(yàn)研究、東海漁業(yè)遙感試驗(yàn)研究、長(zhǎng)江下游地物光譜試驗(yàn)研究等等。 什么是遙感？遙感技術(shù)系統(tǒng)由哪些部分構(gòu)成？252。參考資料（含參考書(shū)、文獻(xiàn)等）： 教材： 作者：梅安新《遙感導(dǎo)論》，高等教育出版社 2001實(shí)習(xí)指導(dǎo)書(shū)： 作者：劉慧平《遙感實(shí)習(xí)教程》，高等教育出版社 2001教學(xué)參考書(shū)： 作者：呂國(guó)楷《遙感概論》 高等教育出版社 1998 作者：尹占娥《現(xiàn)代遙感導(dǎo)論》 科學(xué)出版社 2008教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)：復(fù)習(xí) 分鐘，授新課160分鐘，安排討論15分鐘，布置作業(yè)5分鐘授課類型（請(qǐng)打√）：理論課254。 討論254。 模型□ 實(shí)物□ 掛圖□ 音像□ 其他□第2章 教學(xué)整體安排授課時(shí)間第3周 星期五 第12節(jié)第4周 星期五 第12節(jié)課時(shí)數(shù)4節(jié)授課題目（教學(xué)章、節(jié)或主題）：第二章 電磁輻射與地物光譜特征教學(xué)目的、要求（分掌握、理解、了解三個(gè)層次）：通過(guò)本門(mén)課的教學(xué)使學(xué)生：? 1．掌握遙感的基本概念、組成及應(yīng)用領(lǐng)域；? 2．了解遙感發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)。1 遙感的電磁波原理 167。3 太陽(yáng)輻射與大氣的作用 167。5 地物的熱輻射 167。7 各典型地物的光譜曲線學(xué)習(xí)本章的意義：學(xué)習(xí)本章的目的，主要使讀者了解遙感的物理基礎(chǔ)，即電磁輻射與地物波譜特性主要包括哪些內(nèi)容，如何進(jìn)行度量？掌握電磁輻射與地物波譜特性在遙感中的作用與基礎(chǔ)地位是什么？本章內(nèi)容主要有：電磁波譜、電磁輻射、黑體輻射及黑體輻射規(guī)律、實(shí)際物體輻射規(guī)律、太陽(yáng)光譜、大氣吸收、大氣散射（瑞利散射、米氏散射、無(wú)選擇性散射）、大氣窗口及投射分析、地表自身的熱輻射、反射率、反射的類型及地物反射波譜特征、地物波譜特性的測(cè)量。 第一節(jié)　電磁波譜與電磁輻射本節(jié)教學(xué)內(nèi)容與要求： 教學(xué)內(nèi)容：（1）電磁波的定義、特點(diǎn)，電磁波譜的定義與劃分。（3）黑體輻射的定義與相關(guān)定律。（3）了解黑體輻射的概念、黑體輻射與實(shí)際物體輻射的規(guī)律。重點(diǎn)：電磁波譜的劃分與電磁輻射的度量。 當(dāng)電磁振蕩進(jìn)入空間，變化的磁場(chǎng)激發(fā)了渦旋電場(chǎng)，變化的電場(chǎng)又激發(fā)了渦旋磁場(chǎng)，使電磁振蕩在空間傳播，這就是電磁波。 裝載在遙感平臺(tái)上的遙感器系統(tǒng)，接收來(lái)自地表、地球大氣物質(zhì)的電磁輻射，經(jīng)過(guò)成像儀器，形成遙感影象。目前遙感技術(shù)中通常采用的電磁波位于可見(jiàn)光、紅外和微波波譜區(qū)間。紅外輻射則產(chǎn)生于分子的振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)躍遷。微波由于振蕩頻率較高，用諧振腔及波導(dǎo)管激勵(lì)與傳輸，通過(guò)微波天線向空間發(fā)射?？梢?jiàn)光、紅外和微波遙感，就是利用不同電磁波的特性。4．電磁波的性質(zhì)電磁波是橫波，傳播速度為3108m/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。 為了測(cè)量從目標(biāo)地物反射或輻射的電磁波的能量，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(cè)定，其度量單位見(jiàn)下表。顯然，絕對(duì)黑體的吸收率為1，反射率＝0，透射率＝0，與溫度和波長(zhǎng)無(wú)關(guān)，達(dá)到最大的吸收，最大的發(fā)射。當(dāng)電磁波入射到一個(gè)不透明的物體上，在物體上只出現(xiàn)對(duì)電磁波的反射和吸收現(xiàn)象時(shí)，物體的光譜吸收系數(shù)和反射系數(shù)之和恒等于1。 　?。≒lanck）公式： c為真空中的光速；k為波爾茲曼常數(shù)，*1023 J/K；h為普朗克常數(shù)，*1034 Js?！　。⊿tefanBoltzmann39。整個(gè)電磁波譜的總輻射出射度 M，可以用某一單位波長(zhǎng)間隔的輻射出射度Mλ對(duì)波長(zhǎng)λ由O到無(wú)窮大的整個(gè)電磁波段積分，用普朗克公式對(duì)波長(zhǎng)積分，得到斯忒藩一玻爾茲曼定律，即絕對(duì)黑體的總輻射出射度與黑體溫度的四次方成正比。T＝b， b為常數(shù)，（b＝103m是指黑體的光譜出射度極值對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)與溫度T成反比的規(guī)律。黑體輻射光譜中最強(qiáng)輻射的波長(zhǎng)與黑體絕對(duì)溫度成反比。隨著溫度的升高，波長(zhǎng)逐漸變短，顏色由紅外到紅色再逐漸變蘭變紫。 　?。?）基爾霍夫輻射定律（Kirchhoff’s Law）：孤立系統(tǒng)中幾個(gè)物體，經(jīng)一定時(shí)間后，物體溫度均保持恒定的事實(shí)，說(shuō)明在同樣的溫度下，各種不同物體對(duì)相同波長(zhǎng)的單色輻出度與單色吸收比之比值都相等，并且都等于黑體對(duì)同一波長(zhǎng)的單色輻出度，這一定律稱為基爾霍夫輻射定律（1890年）。黑體是完全的吸收體，因此也是完全的輻射體。黑色煙煤在常溫下是黑色，說(shuō)明它發(fā)射很弱，反射極少。 　　（2）實(shí)際物體的輻射不同于絕對(duì)黑體的輻射，在相同溫度下，實(shí)際物體的輻射出射度（輻射通量密度）比絕對(duì)黑體的要低。不同地物有不同的ε，同一地物在不同波段的波譜發(fā)射率也不同。 按發(fā)射率變化情況，將地物分為以下幾個(gè)類型絕對(duì)黑體、灰體、選擇性輻射體和理想反射體。（2）大氣的大氣層次與成分和大氣對(duì)輻射的吸收作用。（4）大氣窗口及透射分析。（2）了解大氣的大氣層次與成分和大氣對(duì)輻射的吸收作用。（4）掌握大氣窗口的基本概念及透射定量分析。重點(diǎn)：大氣窗口的作用及透射定量分析。 被動(dòng)遙感的輻射源主要來(lái)自與我們?nèi)祟愖蠲芮邢嚓P(guān)的兩個(gè)星球，即太陽(yáng)和地球。：　　太陽(yáng)是太陽(yáng)系的中心天體，在太陽(yáng)系空間，布滿了從太陽(yáng)發(fā)射的電磁波的全波輻射及粒子流，地球上的能量主要來(lái)自太陽(yáng)。 太陽(yáng)輻射指太陽(yáng)發(fā)出的電磁波輻射，習(xí)慣上稱為太陽(yáng)光。太陽(yáng)輻射接近于溫度為6150K的黑體輻射太陽(yáng)的電磁輻射主要集中在波長(zhǎng)較短的部分，即從紫外、可見(jiàn)光到近紅外區(qū)段。就遙感而言，被動(dòng)遙感主要利用可見(jiàn)光、紅外波段等穩(wěn)定輻射，而主動(dòng)遙感則利用微波，使太陽(yáng)活動(dòng)對(duì)遙感的影響減至最小。　圖中海平面處的太陽(yáng)輻照度曲線與大氣層外的曲線有很大不同。由于大氣中的水、氧、臭氧、二氧化碳等分子對(duì)太陽(yáng)輻射的吸收作用，加之大氣的散射使太陽(yáng)輻射產(chǎn)生很大衰減，衰減最大的區(qū)間便是大氣分子吸收的最強(qiáng)的區(qū)間。對(duì)流層：高度在7～12km，溫度隨高度而降低，天氣變化頻繁，航空遙感主要在該層內(nèi)。 電離層：高度在50～1000 km，大氣中的ON2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?！　√?yáng)輻射通過(guò)地球大氣照射到地面，經(jīng)過(guò)地面物體反射又返回，再經(jīng)過(guò)大氣到達(dá)航空或航天遙感平臺(tái)，被安裝在平臺(tái)上的傳感器接收。大氣主要成分可分為二類：氣體分子和其它微粒。氣溶膠是一種固體、液體的懸浮物，有一個(gè)固體的核心，如塵埃、花粉、微生物、海上的鹽粒等，在核心以外包有一層液體，~30μm，多分布在高度5KM以下。 太陽(yáng)輻射穿過(guò)大氣層時(shí)，大氣分子對(duì)電磁波的某些波段有吸收作用，吸收作用使輻射能量變成分子的內(nèi)能，引起這些波段的太陽(yáng)輻射強(qiáng)度衰減；嚴(yán)重影響傳感器對(duì)電磁輻射的探測(cè)，導(dǎo)致太陽(yáng)輻射強(qiáng)度衰減；吸收作用越強(qiáng)的波段，輻射強(qiáng)度衰減越大，甚至某些波段的電磁波完全不能通過(guò)大氣，形成了電磁波的某些吸收帶。 大氣散射輻射在傳播過(guò)程中遇到小微粒會(huì)使傳播方向改變，并向各個(gè)方向散開(kāi)，稱為散射。在照射地面時(shí)，由于散射增加了漫入射的成分，使反射的輻射成分有所改變；返回到傳感器的時(shí)候，除反射光外還增加了散射光進(jìn)入傳感器。散射現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是電磁波傳輸中遇到大氣微粒產(chǎn)生的一種衍射現(xiàn)象。當(dāng)大氣中粒子的直徑小于波長(zhǎng)1/10或更小時(shí)發(fā)生的散射，由大氣中原子、分子，如氮、二氧化碳、臭氧和氧分子等引起?！　。?）米氏散射（Mie scattering）。米氏散射的散射強(qiáng)度與波長(zhǎng)的二次方成反比，且散射光的向前方向比向后方向的散射強(qiáng)度更強(qiáng)，方向性較明顯。因此，潮濕天氣米氏散射影響較大。當(dāng)大氣中粒子的直徑大于波長(zhǎng)時(shí)發(fā)生的散射?！　∮梢陨戏治隹芍?，散射造成太陽(yáng)輻射的衰減，但是散射強(qiáng)度遵循的規(guī)律與波長(zhǎng)密切相關(guān)。因此，在大氣狀況相同時(shí)，同時(shí)會(huì)出現(xiàn)各種類型的散射。波長(zhǎng)超過(guò)1μm后，瑞利散射的影響則大大減弱。對(duì)于大氣中的云層，小雨滴的直徑相比大氣中的其它微粒最大，對(duì)于可見(jiàn)光而言只有無(wú)選擇性散射發(fā)生，云層越厚，對(duì)可見(jiàn)光的無(wú)選擇散射越強(qiáng)；而對(duì)微波而言，微波波長(zhǎng)比粒子的直徑大很多，則屬于瑞利散射的類型，散射強(qiáng)度與波長(zhǎng)四次方成反比，波長(zhǎng)越長(zhǎng)，散射強(qiáng)度越小，所以在這一條件下，微波可能有最小散射，最大透射，而被稱為具有穿云透霧的能力。大氣的折射率與大氣密度直接相關(guān)，大氣密度越大，折射率越大。正因?yàn)殡姶挪▊鞑ミ^(guò)程中折射率的變化，使電磁波在大氣中傳播的軌跡是一條曲線，到達(dá)地面后，地面接收的電磁波方向與實(shí)際上太陽(yáng)輻射的方向相比偏離了一個(gè)角度稱為折射值R＝θ－θ。時(shí)，折射值R＝1’；天頂距為90176。這時(shí)折射值達(dá)到最大。而通過(guò)大氣時(shí)，氣體、塵埃反射作用很小，反射現(xiàn)象主要發(fā)生在云層頂部，取決于云量和云霧，而且各個(gè)波段均受到不同程度的影響，嚴(yán)重地削弱了電磁波強(qiáng)度。 　　　　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。我們就把受到大氣衰減作用較輕、透射率較高的波段叫大氣窗口。這一波段是攝影成像的最佳波段，也是許多衛(wèi)星傳感器掃描成像的常用波段。 　　 ，即近、短波、中紅外波段，在白天日照條件好的時(shí)候掃描成像常用這些波段，比如TM的7波段等用以探測(cè)植物含水量以及云、雪或用于地質(zhì)制圖等。這一區(qū)間除了地面物體反射光譜反射太陽(yáng)輻射外，地面物體也有自身的發(fā)射能量?！　?814μm，即遠(yuǎn)紅外波段。 　　 , 即微波波段，由于微波穿云透霧的能力，這一區(qū)間可以全天候工作。3cm，5cm，10cm等等, 。這僅僅是一般地對(duì)透過(guò)率（透過(guò)大氣的輻照度與入射大氣前的輻照度之比）的粗略估計(jì)。這時(shí)大氣對(duì)太陽(yáng)輻射的衰減就只計(jì)算散射和吸收二種作用產(chǎn)生的影響了。（2）地表自身熱輻射。（4）地物波譜特性的測(cè)量。（2）了解地表自身熱輻射的變化規(guī)律。（4）了解地物波譜特性的測(cè)量方法。重點(diǎn)：反射波譜的基本概念與主要地物反射波譜特征。 太陽(yáng)輻射和地球輻射的分段性　　太陽(yáng)輻射主要集中于波長(zhǎng)較短的部分，從紫外、可見(jiàn)光到近紅外區(qū)域，在這一波段地球的輻射主要是反射太陽(yáng)的輻射。地球?qū)μ?yáng)輻照的反射和地表物體自身的熱輻射均不能忽略。由地表物體發(fā)射的電磁波一般稱為地表熱輻射。由于公式中的溫度指地表面的溫度，而這一溫度與地面以上和地下深部的溫度不同，同時(shí)還隨著一天內(nèi)時(shí)間的變化和季節(jié)的變化而變化。 在溫度一定的情況下，物體的比輻射率隨波長(zhǎng)變化。特別是曲線形態(tài)特殊時(shí)可以用發(fā)射率曲線來(lái)識(shí)別地面物體。 地物反射波譜特征　　地物的電磁波響應(yīng)特性隨電磁波長(zhǎng)改變而變化的規(guī)律，稱為地物波譜。不同的物質(zhì)反射、透射、吸收、散射和發(fā)射電磁波的能量是不同的，它們都具有本身特有的變化規(guī)律，表現(xiàn)為地物波譜隨波長(zhǎng)而變的特性，這些特性叫做地物波譜特性?！　≡诳梢?jiàn)光與近紅外波段，地表物體自身的輻射幾乎等于零。電磁輻射未被吸收和反射的其余部分則是透過(guò)的部分，即：到達(dá)地面的太陽(yáng)輻射能量＝反射能量＋吸收能量＋透射能量。對(duì)于一般不能透過(guò)可見(jiàn)光的地面物體，波長(zhǎng)5cm的電磁波卻有透射能力，如超長(zhǎng)波的透射能力就很強(qiáng)，可以透過(guò)地面巖石和土壤?！　∪N反射狀況：鏡面反射、漫反射、方向反射。當(dāng)反射波方向與入射波方向無(wú)關(guān)，且從任何角度觀察 反射面，其反射輻射亮度為一常數(shù)時(shí)，稱為漫反射。朗伯面：對(duì)于漫反射面，當(dāng)入射照度一定時(shí)，從任何角度觀察反射面，其反射亮度是一個(gè)常數(shù)，這種反射面稱朗伯面。 　　地物的反射波譜是研究地面物體反射率隨波長(zhǎng)的變化規(guī)律。橫坐標(biāo)表示波長(zhǎng)λ，縱坐標(biāo)表示反射率ρ。除了因?yàn)椴煌匚锏姆瓷渎什煌?，同種地物在不同的內(nèi)部和外部條件下反射率也不同。從而為遙感影像的判讀提供依據(jù)?！　。?）土壤　　土壤表面反射光譜曲線比較平滑，沒(méi)有明顯的峰谷。 　　（3）水體　　水體在藍(lán)綠光波段有較強(qiáng)反射，在其它可見(jiàn)光波段吸收都很強(qiáng)，在近紅外波段吸收更強(qiáng)?！　。?）巖石　　巖石反射光譜因礦物成分、礦物含量、風(fēng)化程度、含 水狀況、顆粒大小、表面光滑度、色澤等而異，無(wú)統(tǒng)一特征。 地物波譜特性的測(cè)量在電磁波中只有可見(jiàn)光和近紅外波段（－）是以地球表面反射為主的區(qū)間，多數(shù)傳感器使用這一區(qū)間，作為目前和今后研究地球表面特性的主要波段。反射光譜特性的測(cè)量主要通過(guò)樣品的實(shí)驗(yàn)室測(cè)量和野外測(cè)量?jī)煞N方法。參考資料（含參考書(shū)、文獻(xiàn)等）： 教材： 作者：梅安新《遙感導(dǎo)論》，高等教育出版社 2001實(shí)習(xí)指導(dǎo)書(shū)： 作者：劉慧平《遙感實(shí)習(xí)教程》，高等教育出版社 2001教學(xué)參考書(shū)： 作者：呂國(guó)楷《遙感概論》 高等教育出版社 1998 作者：尹占娥《現(xiàn)代遙感導(dǎo)論》 科學(xué)出版社 2008教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)：復(fù)習(xí) 分鐘，授新課160分鐘，安排討論15分鐘，布置作業(yè)5分鐘授課類型（請(qǐng)打√）：理論課254。 討論254。 模型□ 實(shí)物□ 掛圖□ 音像□ 其他□第3章 教學(xué)整體安排授課時(shí)間第5周 星期五 第12節(jié)第6周 星期五 第12節(jié)課時(shí)數(shù)4節(jié)授課題目（教學(xué)章、節(jié)或主題）：第三章 遙感成像原理與遙感圖像特征教學(xué)目的、要求（分掌握、理解、了解三個(gè)層次）：通過(guò)本門(mén)課的教學(xué)使學(xué)生：? 1．了解主要的遙感平臺(tái)及各平臺(tái)的工作特點(diǎn)。 教學(xué)內(nèi)容（包括基本內(nèi)容、重點(diǎn)、難點(diǎn)）： ? 重點(diǎn)：攝影成像的基本原理及圖像特征、評(píng)價(jià)遙感圖像質(zhì)量的方法? 難點(diǎn)：中心投影的原理? 基本內(nèi)容： 攝影成像的基本原理及圖像特征。 微波成像與攝影、掃描成像的區(qū)別。實(shí)驗(yàn)：TM/ETM圖像特征。本章內(nèi)容主要涉及：三大遙感平臺(tái)的特點(diǎn)；攝影與掃描成像的基本原理，兩者所形成的圖像的區(qū)別；攝影像片的幾何特征；像片比例尺的計(jì)算方法； 微波、微波遙感的基本概念，微波遙感的特點(diǎn)；微波遙感的方式（主動(dòng)與被動(dòng)）的區(qū)別及其傳感器，距離分辨力和方位分辨力的基本概念；圖像的空間分辨率、波譜分辨率、輻射分辨率與時(shí)間分辨率的基本概念與特點(diǎn)。（2）、衛(wèi)星軌道。（4）、傳感器的一般組成與特征 教學(xué)要求：（1）掌握遙感平臺(tái)基本概念與主要種