遙感電磁輻射基礎ppt課件-在線瀏覽
2025-03-04 14:53本頁面
【正文】 0年，基爾霍夫 （ Kirchhoff） 得出了好的吸收體也是好的輻射體這一定律。 黑體也稱絕對黑體，是指全部 吸收外來電磁輻射而毫無反射和透射能力的理想物體。 一、黑體輻射 黑體的特性： 任何物體： α（ λ， T） + ρ（ λ， T） ≡ 1 絕對黑體： α（ λ， T） ≡1 ρ（ λ， T） ≡ 0，其吸收率和反射率與物體的溫度和波長無關 注： α（ λ， T） ：光譜吸收系數(shù)（吸收率） ρ（ λ， T） ：光譜反射系數(shù)（反射率） （一）黑體輻射的概念和特性 實驗用黑體 斯忒藩 玻爾茲曼定律 （ StefanBoltzman） 某個溫度時黑體的輻射（發(fā)射）能量 —— 輻射出射度（ M），隨物體溫度的升高以 4次方的比例增大。K 4） （二） 黑體輻射規(guī)律 （ P31，圖 ） 應用：對于一般物體來講，傳感器檢測到它的輻射能后就可以用此公式概略推算出物體的總輻射能量或絕對溫度。 維恩位移定律 （ Wein） 黑體輻射光譜中最強的輻射波長 λmax 與 黑體絕對溫度 T 成反比。T=b b為常數(shù) ,b = 103m若知道了某物體溫度，就可以推算出它所輻射的波段。 問：如果遙感器的目的是探測人體，請問設計的遙感器應該對那個波段最敏感為宜？（注：人體表溫度約為 34176。如果利用黑體輻射有關公式，則需要增加一個因子，那就是發(fā)射率（比輻射率）。 黑MM??? 實際物體的發(fā)射率與其性質、表面狀況（如粗糙度、顏色）有關，且是溫度和波長的函數(shù)。 ，其發(fā)射率 ε=1 ，即黑體發(fā)射率對所有波長都是一個常數(shù)，并且等于 1。即灰體的發(fā)射率始終小于 1， ε 不隨波長變化。 在紅外遙感傳感器設計中，可以把一些紅外輻射體看成灰體（例如人體、噴氣式飛機尾噴管、無動力空間飛行器、地球背景及空間背景等），也可以在某些波段內(nèi)把選擇性輻射體看成灰體（如果其發(fā)射率 ε在某些波段內(nèi)近似不變），這樣就簡化了計算工作。其數(shù)量為： 103 瓦 /平方米（ 1卡 = ☆ 太陽輻射（太陽光譜）的主要特征 (P35,圖 ) （ 1）太陽輻射的能量大部分集中在可見光波段。 被動遙感主要利用可見光、近紅外、中紅外等穩(wěn)定的輻射。 太陽能量隨波長的分布 紅外波段 38% 經(jīng)過大氣層的太陽輻射有很大的衰減； 各波段的衰減是不均衡的。 ? 當輻射通過大氣射入大氣外遙感平臺時，由于大氣中水、 二氧化碳 、臭氧等對輻射的吸收，曲線顯示為不平滑的折線。 地球輻射的分段特性 見 P37,圖 ? 進行遙感探測時： ? ?? 接收到波長 小于 3微米的電磁波，主要是地物反射的太陽輻射能量 ? ?? 接收到波長 大于 6微米的電磁波，主要是地物本身發(fā)射的熱輻射能量 ? ?? 接收到波長 36 μm之間，太陽和地球的熱輻射都要考慮 167。 電離層：高度在 801 000 km，大氣中的 O N2受紫外線照射而電離，對遙感波段是透明的，是陸地衛(wèi)星活動空間。 對流層：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。 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 對電磁輻射具有吸收和散射作用。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%的太陽輻射輻射到地面。 因此，被動遙感應盡量選擇無云的天氣接收遙感信號。 P46 三、大氣對太陽輻射的影響 （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太陽輻射有選擇性吸收，形成太陽輻射的大氣吸收帶（ 圖 ）。引起大氣吸收的主要成分是氧氣、臭氧、水、二氧化碳等。 遙感器一般都設在大氣透過率較高的區(qū)間，即盡量避開大氣吸收作用能力強的區(qū)間。但當大氣中含有大量云、霧、小水滴時，由于大氣散射使得可見光區(qū)也變成不透明了
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